44435

Проект завода по производству пива производительностью 500 тыс. гл в год

Дипломная

Архитектура, проектирование и строительство

Приведены выбор и обоснование способов производства пива и процессуальные схемы их получения. Для производства светлого и тёмного пива предусмотрено кипячение сусла с хмелем, брожение, дображивание. Для достижения стабильности пива предложены обработки: фильтрация, осветление, обработка холодом. Применён изобарический розлив

Русский

2013-11-12

2.96 MB

341 чел.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

    Кубанский государственный технологический университет

(КубГТУ)

          Кафедра технологии и организации виноделия и   пивоварения

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

по специальности 260204 (270500) -Технология  бродильных      производств и виноделие

Студент      Гусев Павел Вячеславович         

       Подпись___________________________

«4»                июня            2008г.

                                   Краснодар 2008

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Кубанский государственный технологический университет

(КубГТУ)

Кафедра технологии и организации виноделия и пивоварения

УТВЕРЖДАЮ:
Зав. кафедрой

______________Э.М. Соболев

ЗАДАНИЕ

на дипломное проектирование

по специальности 260204 (270500) — Технология бродильных производств и                     виноделие                                                                

студенту группы:  Гусеву П.В.                                                                                       

                      (фамилия, инициалы)

Тема

проекта:     Проект завода по производству пива производительностью 500 тыс. гл в год                                                                                                                          

утверждённая приказом по университету №  1526-Ст  от 25.05.07 г.

Руководитель проектирования:  КТН  доц. Качаева Н. Ю.                                                             

                                                     (должность, фамилия, инициалы)

Консультанты по проекту:

1  Ригер Т.В.                                                                                                                              

2  Автайкин И.Н.                                                                                                                      

3  Малюшин А.М.                                                                                                                    

4  Хлопков В.Ф.                                                                                                                        

5  Таланян О.Р.                                                                                                                          

Срок сдачи законченного проекта на кафедру    1.06.07 г.

СОДЕРЖАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

(указываются наименование разделов пояснительной записки)

1. Выбор и обоснование способов производства продукции.

2. Технологические схемы производства и их описание.

3. Продуктовый расчёт и материальные балансы.

4. Выбор и количественный расчёт оборудования.

5. Расчёт площадей складских помещений.

6. Технохимический и микробиологический контроль производства.

7. Теплотехнические расчеты.

8. Электротехнические расчеты.

9. Мероприятия по безопасности жизнедеятельности.

10. Архитектурно-строительные решения производства.

11. Экономическая часть.

ОБЪЁМ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА

(указывается наименование и количество листов)

Лист 1 – аппаратурно-технологическая схема производства светлого и тёмного пива.

Лист 2 –  план производственного корпуса 1 этаж

Лист 3 –  план производственного корпуса 2 этаж

Лист 4 –  план производственного корпуса 3,4 этажи

Лист 5 –  разрез производственного корпуса А – А

Лист 6 –  разрез производственного корпуса Б – Б

Лист 7 –  генеральный план завода

Лист 8 –  таблица технико-экономических показателей

Общее количество листов по дипломному проекту   –  8 листов  

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Кунце В. Технология солода и пива. СПб.: Профессионал 2001г.-915с.

2. Тихомиров В.Г Технология пивоваренного  и безалкогольного производств. М.: Колос, 1998г.-447с.

3. Косминский Г.И Технология солода и безалкогольного производств. Минск: Дизайн ТЛРО, 1998г.-351с.

4. Дипломное проектирование заводов по производству пива и безалкогольных напитков. М.: Агропромиздат, 1987г.-272с.

5.Ермолаева Г.А Технология и оборудование производства пива и      безалкогольных напитков. М.: ИРПО, 2000г.-414с.

6. Калунянц К.А Технология солода, пива и безалкогольных напитков. М.: Колос, 1992г.-446с.

7.Ермолаева Г.А Дображивание и созревание пива// Пиво и напитки, 1999г. №1




КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Числа месяца

Примечание

Месяц

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

Февраль

Введение.  Выбор и обоснование способа производства основных видов продукции.   Описание технологических схем получения вин.

Март

Продуктовые расчёты. Выбор и количественный расчёт оборудования. Расчёт расхода вспомогательных материалов. Расчёт площадей складских помещений.

Аттестация

по

разделам

Компоновка   оборудования   основного производства и        разрезы (черновые варианты).

Апрель

Разработка генерального плана завода с описанием архитектурно-строительных решений.

Аттестация

по

разделам

Технохимический       и       микробиологический контроль   производства.   Теплотехнические   и электротехнические расчёты.

Май

Вопросы            безопасности            жизнедеятельности. Экономические расчёты. Научная часть.

Аттестация

по

разделам

Оформление графической части и пояснительной записки в соответствии с СТП КубГТУ 4.2.8 - 2002. СМК.

Июнь

Сдача

дипломного проекта  на нормоконтроль

Утвер-ждение

Диплом-ного проекта

Рецен-

зирова-ние

Защита дипломного проекта в ГАК

Дипломник 19.02.08 г. Руководитель 19.02.08 г.


 

Реферат

 Гусев П.В. «Проект завода по производству светлого и темного пива производительностью 500 тыс. гл в год.»

Дипломный проект  212 с., 3рис., 39 табл., 11 источников.

Иллюстративная часть дипломного проекта 8 листов формата А1.

СВЕТЛОЕ И ТЁМНОЕ ПИВО, СОЛОД, ЗЕРНОПРОДУКТЫ, ХМЕЛЬ, БРОЖЕНИЕ, ОБРАБОТКА, РОЗЛИВ, ДРОБИНА, КИЗЕЛЬГУР, ДОБРАЖИВАНИЕ

Объектом разработки является завод по производству светлого и  тёмного пива.

Приведены выбор и обоснование способов производства пива и процессуальные схемы их получения. Для производства светлого и тёмного пива предусмотрено кипячение сусла с хмелем, брожение, дображивание. Для достижения стабильности пива предложены обработки: фильтрация, осветление, обработка холодом. Применён изобарический розлив.

Выход товарной продукции из 100 кг зернопродуктов:

– светлое пиво – 5,068  гл

– тёмное пиво – 5,03  гл

Содержание

  Введение                   7

1 Выбор и обоснование способов производства  продукции          11

 1.1 Выбор и обоснование способа производства светлого пива         11

 1.2  Выбор и обоснование способа производства темного пива         20

2 Технологические схемы производства и их описание          30

 2.1 Технологическая схема производства светлого пива           30

 2.2 Описание технологической схемы производства светлого пива        34

 2.3 Технологическая схема производства темного пива          66

 2.4 Описание технологической схемы производства темного пива        70

3 Продуктовый расчет и материальные балансы            79

 3.1 Продуктовый расчет и материальный баланс светлого пива          79

 3.2 Продуктовый расчет и материальный баланс темного пива          88

4 Выбор и количественный расчет технологического оборудования        96

5 Расчет площадей складских помещений          112

6 Технохимический и микробиологический контроль производства           115

7 Теплотехнические расчеты             124

8 Электротехнические расчеты            142

9 Мероприятия по безопасности жизнедеятельности         155

10 Описание архитектурно-строительных решений генерального

    плана и производственных зданий           169

11 Технико-экономические показатели проекта строительства

    предприятия по производству пивоваренной продукции        171

12 Научная исследовательская работа. Совершенствование технологии

     производства пива с использованием СО2-экстракта         193

Заключение                211

Список использованных источников           212

Введение

Пивоваренная отрасль России насчитывает более 300 предприятий различной мощности и является наиболее динамично развивающейся в секторе пищевой и перерабатывающей промышленности.

Хотя еще несколько лет назад дела обстояли по-другому. Так, с середины 80-х годов происходило падение объемов производства пива (с 350 млн. дал в 1985 г до 208 млн. дал в 1996 г ). Обусловлено оно было главным образом кризисом в экономике, вызвавшим общий спад производства в стране. Сильное негативное влияние на состояние отрасли оказала проводимая с середины 80-х годов антиалкогольная компания. Удорожание сырья и энергоресурсов привело к росту отпускных цен на продукцию, что при падении покупательной способности населения обусловило снижение спроса на пиво.

Такая ситуация усугублялась наличием на рынке значительной доли импортной продукции. Несовершенство системы налогообложения, в частности в области акцизов и таможенного законодательства. Также оказало сдерживающее влияние на развитие отрасли. До 1996 г она составляла 40%, в 1996 г она была снижена до 15%. В 1997 г размер акцизного сбора был уменьшен, и с 2005 г наметилась тенденция роста. Так, в 1997 г в России было произведено 261 млн. дал пива (прирост 25,5%), а в 1998 г – 239,8 млн. дал (прирост 28,4%). В 1999 г несмотря на финансовый кризис августа 1998 г , пивоваренная отрасль сумела удержать темп развития и производство пива составило 451,9 млн. дал (на 31% больше показателя предыдущего года). Производство пива в 2000 г увеличилось еще на 22.7% и составило 554,5 млн. дал.

Стремительный рост отрасли объясняется несколькими факторами. Во-первых, в России существует значительный потенциал рынка. Так, в 2001 г средний объем потребления пива составлял 43 л на душу населения. В Центральной и Восточной Европе этот показатель составляет 80 л, в Западной Европе – 100 л, в Германии – 120 л, в Чехии – 160 л.

Во-вторых, в отрасль были привлечены значительные инвестиции. За последние несколько лет их общий объем составил более 2,5 млрд. долларов США. И этот процесс продолжается. Более 60% пива в России производят предприятия, входящие с состав ТНК.

И, в-третьих, пивная отрасль – одна из немногих в России, которая производит продукт, по качеству соответствующий мировым стандартам. На рынке появилось много качественного пива, и эта тенденция с каждым годом укрепляется.

Кроме того, население стало лучше относиться к пиву как напитку. Постепенно доля крепких алкогольных напитков начала снижаться в растущем ассортименте напитков нашей отрасли, предпочтение стали люди отдавать пиву.

На сегодняшний день пивоварение – не только одна из наиболее динамично развивающихся отраслей народного хозяйства, но и один и ведущих налогоплательщиков. Однако, в ближайшие пять лет темп роста будет постепенно замедляться и среднегодовой прирост составит порядка 5-7%. Связано это прежде всего с общей экономической ситуацией, которая влияет на покупательную способность населения.

Россия – один из наиболее перспективных и прибыльных рынков пива в мире. Большинство крупных пивных холдингов, работающих в России, продолжают строить новые заводы, покупать предприятия и увеличивать производство. На Российском рынке представлены пять крупнейших пивных концернов: норвежско-датский Carlsberg Breweries A/S, индийско-бельгийский Sun Interbrew, южно-африканский South African Breweries (SAB), голландский Heineken, британский Scottish & Newcastle.

Сейчас лидером рынка  в России является пивоваренная компания «Балтика», входящая в Baltic Beverages Holding (BBH), производящий 35% Российского пива. В холдинг «Балтика» входят заводы «Балтика – Санкт-Петербург», «Балтика - Тула», «Балтика - Самара» и «Балтика - Ростов». Предприятие ОАО «Балтика» - крупнейшее в Евразии. ВВН также контролирует ОАО «Ярпиво», ОАО «Пикра», ОАО «Золотой урал». Carlsberg Breweries владеет 50% акций ВВН и 50% акций ОАО «Вена». Второй половиной названного холдинга владеет Scottish & Newcastle через принадлежащий ему финский Hart wall.

Sun Interbrew – вторая по объемам производства компания в России. Холдинг Sun Interbrew контролирует «Клинский пивокомбинат» (Московская область), «Ивановскую пивоваренную компанию» (Иваново), «Саранскую пивоваренную компанию» (Саранск, Мордовия), «Пермскую пивоваренную компанию» (Пермь), завод «Росар» (Омск), завод «Поволжье» (Волжский, Волгоградская область).

По оценкам специалистов, к 2009 г «Балтика» (вместе с дочерними «Балтика-Дон» и «Тульское пиво») будут контролировать четверть рынка. В целом же доля холдинга ВВН в России превысит 40%. Остальную часть рынка распределят между собой Sun Interbrew, «Очаково», «Эфес», «Красный восток» и несколько других компаний.

Структура Российского рынка будет меняться в сторону увеличения доли пива более высокого класса. Сегмент высококачественного пива «премиум» является сегодня самым быстрорастущим на рынке, причем как отечественного пива, так и лицензионных брэндов. Скорее всего, эта тенденция сохраниться и в ближайшие годы. И если сейчас сегмент «премиум» занимает около 14,7% рынка, то скоро эта доля может возрасти до 20%.

Препятствием для производителей является  неразвитая сырьевая база. Отрасль работает на импортом сырье. Отечественное сельское хозяйство обеспечивает лишь 10% потребности отрасли в хмеле (ежегодно требуется около 9 млн. тонн) и примерно 70% - в пивном ячмене (общая потребность 1,2-1,5 млн. тонн). Основные поставщики солода на рынок – это Германия, Дания, Франция, Финляндия. Хмель поступает из Германии и Чехии.

В настоящие время усиливается позиции крупных заводов благодаря расширению ассортимента и увеличению стойкости пива, снижению доли дешевого пива, расширению географии продаж

Растет популярность качественного пива среднего о дорогого класса (пастеризованного, с длительным сроком хранения). Одновременно повышаются потребительские запросы в области качества пива, внешнего оформления и престижности марки.

  1.  Выбор и обоснование способов производства продукции

  1.  Выбор и обоснование способов производства светлого пива

  1.  Требования, предъявляемые к светлому пиву

Для приготовления любого сорта пива необходимо знать, каким характерным ароматом и вкусом данный сорт пива должен обладать и  его основные физико-химические показатели. Такими показателями являются: концентрация (плотность) начального сусла, действительная степень сбраживания, содержание алкоголя и цвет пива. Характерный аромат, вкус и указанные показатели служат отправными данными и дают направление в технологии производства пива.

Показатели светлого пива:

Концентрация начального сусла – 11%

Органолептические показатели ГОСТ Р 51174 – 98

Прозрачность – прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений.

Аромат и вкус – чистый вкус и аромат сброженного напитка с хмелевым ароматом без посторонних запахов и привкусов, соответствующие типу пива.

Физико-химические показатели ГОСТ Р 51174 – 98:

– объемная доля этилового спирта , % не менее 4,0;

– кислотность, к. ед. 1,5 – 2,6;

– цветность, цв. ед. – 0,4 – 1,5;

– массовая доля двуокиси углевода, % не менее 0,33

– пенообразование:

    1) высота пены, мм, не менее 30;

    2) пеностойкость, мм, не менее 2;

– стойкость, сут., не менее:

  1) непастеризованное 8;

  2) непастеризованное обеспложенное 30;

  3) пастеризованное 30;

– энергетическая ценность, ккал в 100 г. пива, не более 42;

– углеводы в 100 г. пива, не более 4,6

1.1.2 Выбор и обоснование способа дробления зернопродуктов

Чтобы при затирании дать ферментам солода возможность воздействовать на вещества солода и их расщепить, солод следует измельчить. Этот процесс называется дроблением. Количество солода, применяющееся для варки, называется засыпью.

Дробление осуществляют следующими способами:

– на дробилках сухого помола;

– на дробилках мокрого помола;

– на молотковых дробилках.

Сухое дробление.

Позволяет сохранить оболочки целиком, необходимы для осветления. Сухие оболочки легко разрушаются, и получившиеся в результате мелкие частицы сильно снижают фильтрующую способность оболочек.

С другой стороны, чем больше влажность оболочек, они эластичнее. Путем увлажнения оболочек можно повысить их эластичность и лучше  сохранить, что ускоряет процесс осветления. Эту стадию подготовки называют кондиционированием солода.

Кондиционированное сухое дробление позволяет сохранить целостность оболочек, необходимых для создания фильтрующего слоя. Во многих случаях перед сухим дроблением солод слегка увлажняют.

Преимущества данного метода состоят в том, что:

– оболочки становятся эластичнее и лучше сохраняются

– объем оболочек увеличивается, потому получается более рыхлый фильтрующий слой и достигается повышение скорости фильтрования затора;

– возрастает выход и конечная степень сбраживания;

– быстрее достигается полнота осахаривания, определяемая по йодной пробе при затирании.

Недостатком является: увеличение затрат на приобретение и обслуживание оборудования.

Мокрое дробление.

Мягкие оболочки при дроблении солода, даже в щадящих условиях в той или иной степени повреждаются и не могут при фильтрации полностью выполнить свою фильтрующую функцию. Но если солод перед дроблением замочить, то оболочка, а так же сердцевина зерна поглощают влагу и становятся эластичными. Тогда зерно легко отделяется от оболочки, последняя при этом почти не повреждается и поэтому может лучше обеспечивать более быстрое фильтрование, а сердцевина зерна измельчается тоньше и поэтому может лучше использоваться.

Замочное кондиционирование.

При замочном кондиционировании используется преимущества мокрого дробления, когда солод контактирует с водой. За короткое время впитать воду успевают только оболочки, повышая свою влажность и приобретая эластичность.

Достоинство этого метода заключается в том, что время дробления является одновременно временем стадии начала затирания , так как у них нет промежуточного бункера для помола.

Недостатками являются:

– большое потребления электроэнергии;

– дробилки мокрого помола дорогостоящи.

Для приготовления светлого и темного пива выбираем кондиционированное сухое дробление.

По числу вальцов различают дробилки:

– духвальцовые;

– четырехвальцовые;

– шестивальцовые.

Шестивальцовые дробилки имеют три вида вальцов.

– вальцы для предварительного дробления;

– вальцы для отделения мягких оболочек

–  вальцы для получения крупки.

Между ними всегда подвешен набор вибросит с двумя размерами отверстий в каждом. Они разделяют проходящий через пару вальцов помол на три части:

– грубая составная часть – шелуха с прилипшей крупкой или шелуха;

– средняя составная часть –  крупка;

– тонкая составная часть – тонкая крупка и мука.

Производительность таких дробилок составляет от 4-20 т/час для солода грубого помола.

Четырехвальцовые дробилки.

Достоинство этих дробилок состоит в том, что дробилки производят хорошее измельчение не только грубой крупки, но и твердых кончиков солодового зерна, что увеличивает выход экстракта.

Двухвальцовые дробилки.

Достоинством является – простота по устройству.

Недостаток в том, что такие дробилки дают грубый помол..

Выбираем дробление солода на шестивальцовий дробилке, так как это является целесообразным способом дробления солода при приготовлении пива с невысокой плотностью начального сусла и они обеспечат дробление солода необходимого для нашей производительности. Дробление несоложенного зернового сырья производим в сухом виде, на вальцовом станке.

  1.  Выбор и обоснование способа затирания

Цель затирания. Большинство компонентов дробленого солода не растворимы сами по себе, а в пиво могут перейти только растворимые вещества. Поэтому при затирании необходимо перевести нерастворимые вещества помола в растворимые.

В пивоварении различают две группы способов затирания.

Настойные способы - это простейшие группы среди способов затирания, так как при применении этих способов весь затор никогда не разделяется. Нагревание всего затора осуществляют постепенно, с выдерживанием температурных пауз, необходимых для действия ферментов.

Для настойного способа затирания требуется только одна нагреваемая ёмкость. Так как затор не перекачивается, поглощение воздуха минимально, что является позитивным фактором, поскольку кислород при затирании ведет к окислению полифенола. А с ними и к размыванию вкуса и более высокой цветности готового пива.

Преимущества настойного способа:

– возможность автоматизации процесса;

– экономия электроэнергии;

– легко поддается контролю;

– снижение времени процесса.

Недостатками данного способа являются:

– затруднение достижения полного осахаривания и как следствие - появление незначительных потерь варочного цеха;

– дает мягкое, но менее полное, во вкусовом отношении, пиво.

Отварочные способы. Для затирания требуются два аппарата (емкости), так как при отварочном (декокционном) способе часть затора кипятится, а в оставшейся части выдерживается температурная пауза.

Одноотварочный способ затирания используют для приготовления светлых сортов пива с низкой концентрацией начального сусла.

Преимущества одноотварочного способа:

– более производительный способ;

– значительно сокращается потребление энергии.

Недостатки способа:

– предъявляются высокие требования к качеству солода и помола;

– возможность понижения выхода экстракта;

– получение пива с недостаточной полнотой вкуса.

Двухотварочный способ затирания используют для приготовления светлых сортов пива. Этот способ самый распространенный и является классическим. Используется так же при замене части солода несоложенным сырьем.

Достоинства двухотварочного способа:

– он может быть приспособлен для переработки солода различного качества;

– сокращается продолжительность затирания до 3,5-4 часов;

– способ значительно дешевле.

Недостатком способа является то, что способ требует холодного помола солода.

Трехотварочный способ применяют в основном для приготовления темного пива и при переработке плохо растворенного солода с целью повышения выхода экстракта.

Преимуществом является то, что можно применять грубый помол солода.

Недостатками являются:

– способ очень трудоемок;

– продолжительность его превышает 5 часов;

– увеличивается потребление энергии.

Для приготовления светлого пива выбираем двухотварочный способ затирания, так как часть солода мы заменяем на несоложенное сырье.

Из-за ряда недостатков трехотварочного способа для приготовления темного пива тоже выбираем двухотварочный способ.

1.1.4 Выбор и обоснование способа фильтрования затора

Фильтрование затора проводят с помощью фильтрационных или заторных фильтр-прессов (майшфильтров).

Фильтрационный чан состоит из цилиндрической ёмкости на перфорированном двойном дне которого находится дробина через которую фильтруется сусло.

При фильтрации в фильтрационном чане достигается более равномерное выщелачивание дробины, что ведет к повышению выхода экстракта в варочном цехе и сокращении количества промывных вод.

Фильтр-пресс состоит из попеременно следующих друг за другом мембранно-камерных модулей и решетчатых полипропиленовых плит, обладающих очень низкой теплопроводностью.

При фильтровании на фильтр-прессе можно обрабатывать солод более тонкого помола и при этом добиться хорошего осветления и повышения выхода экстракта до 1%,а также не увеличить оборачиваемость варочных агрегатов. Недостаток заключается в трудоемкой работе по обслуживанию    (сборка, натягивание салфеток, затягивание фильтров).

Из-за экономических соображений, лучшего выхода экстракта и выбранного режима дробления выбираем фильтрование затора в фильтрационном чане.

1.1.5 Выбор и обоснование способа осветления

Осветление горячего сусла осуществляется с помощью:

– бродильной тарелки;

– отстойного чана;

– вирпул (гидроциклонного аппарата);

– центрифуги (сепаратора).

Холодильная тарелка является «классическим» способом отделения взвесей горячего сусла (белкового слоя). Это плоский закрытый сосуд, в который сливается сусло слоем 15-16 см. В течении 0,5- 2 часов, когда сусло находится в холодильной тарелке, взвеси осаждаются. Белковый отстой после данной обработки содержит значительное количество сусла, кроме того, эта часть сусла может быть инфицирована. Поэтому белковый отстой после холодильных тарелок требует дополнительной обработки.

Так как на холодильной тарелке в сусле часто попадают контаминанты, а работа с холодильной тарелкой требует больших трудозатрат, этот вид оборудования сейчас не применяют.

Отстойный чан представляет собой емкость с плоским дном, снабженную системой охлаждения, в виде змеевиков и наружной рубашки. В отличие от тарелки, отстойный чан имеет крышку, которая уменьшает опасность контаминации. Высота слоя в отстойном чане 1-2 метра, из-за этого взвеси в отстойном чане осаждаются хуже.

Недостатками являются:

– трудность в обслуживании;

– большой расход топлива.

Вирпул (гидроциклонный аппарат)- это вертикальная цилиндрическая емкость без встроенных элементов, в которую горячее осветленное сусло закачивается тангенциально. Этим достигается закручивание потока в емкости, которое действует так, что взвеси в форме конуса осаждаются в центре на емкости.

Гидроциклонные аппараты имеют ряд преимуществ:

– просты по конструкции, легки в обслуживании, не требуется дефицитных запасных частей;

– осветление проходит быстрее и полнее;

– возможно использование молотого хмеля.

Для отделения взвесей горячего сусла за ряд преимуществ мы выбираем осветление сусла в гидроциклонном аппарате.

  1.  Выбор и обоснование способов производства темного пива

  1.  Требования, предъявляемые к темному пиву

Показателями, определяющими сорт пива являются: концентрация (плотность) начального сусла, действительная степень сбраживания, содержание алкоголя и цвет пива, характерный аромат и  вкус.

Показатели темного пива.

Концентрация начального сусла – 12,5%

Органолептические показатели по ГОСТ Р 51174 – 98

Прозрачность – прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений.

Аромат и вкус – чистый вкус и аромат сброженного напитка с хмелевой горечью и  хмелевым ароматом без посторонних запахов и привкусов соответствующие типу пива.

Физико-химические показатели ГОСТ Р 51174 – 98:

– объемная доля этилового спирта, % не менее 4,2;

– кислотность, к. ед. 2,1 – 3,1;

– цветность, цв. ед. – 3,6 и более;

– массовая доля двуокиси углевода, % не менее 35

– пенообразование

  1) высота пены, мм, не менее 30;

  2) пеностойкость, мм, не менее 2;

– стойкость, сут., не менее:

  1) непастеризованное 8;

  2) непастеризованное обеспложенное 30;

  3) пастеризованное 30;

– энергетическая ценность, ккал в 100 г. пива, не более 42;

– углеводы в 100 г. пива, не более 4,6

1.2.2 Выбор и обоснование способа охлаждения сусла

Так как дрожжи способны сбраживать сусло только при малых температурах, следует как можно быстрее охладить сусло, быстрое охлаждение сусла выполняют сегодня исключительно с помощью пластинчатых теплообменников. В них сусло охлаждается более холодной водой; передача тепла осуществляется при этом через тонкие пластины из нержавеющей стали.

Преимущества использования пластинчатых теплообменников:

       – требует очень небольшой площади для размещения;

– обладают очень хорошей теплопередачей при небольших потерях давления;

– легко отчищаются и совместим с системами без разборной мойки;

– сусло задерживается в холодильнике;

– нет опасности контаминации, так как он регулярно моется при высокой температуре.

1.2.3 Выбор и обоснование способа брожения и созревания

Существует три способа ведения главного брожения:

– периодический;

– полунепрерывный;

– непрерывный.

Периодический способ. Главное брожение ведут в одном резервуаре при одновременном введении сусла и дрожжевой разводки. Температура регулируется подачей воды в змеевик бродящего резервуара или в термокамеры. У этого способа следующие недостатки:

– не полностью сбраживаются экстрактивные вещества. Объясняется тем, что надо постепенно понижать температуру бродящего сусла, что приводит к уменьшению выделения диоксида углерода, а значит и к ослаблению механического перемешивания бродящей массы, и уменьшает бродильную активность дрожжей.

– регенерация дрожжей;

– после главного брожения сусло имеет ярко выраженный привкус молодого пива, который обусловлен присутствием диацетила, формальдегида, сероводорода и меркаптанов. В процессе выдержки привкус молодого пива исчезает.

– продолжительность процесса.

Полунепрерывный способ. Для проведения полунепрерывного способа брожения используют линию из 6 резервуаров с необходимой для регулирования подачи сусла, температуры брожения и давления.

Непрерывный способ. Главное брожение в батарее ВО ЦКБА. В первый аппарат подают дрожжи с суслом. По истечению определенного времени, необходимого для разбраживания, в первый аппарат непрерывно поступает свежее сусло. Сбраживаемое сусло последовательно переходит во второй, третий, четвертый и т.д. Молодое пиво из батареи поступает в сборник.

Недостатками полунепрерывного и непрерывного способов являются:

– потери СО2, т.к. пиво перемещают в пустой танк;

– потери пива, так как существуют потери при перекачивании;

– значительное рабочее время;

– затраты энергии;

Брожение и созревание можно проводить в одном ЦКТ (однотанковый способ) или использовать для брожения и ЦКТА для холодной выдержки (двухтанковый способ)

Использование одного танка дает серьезные преимущества, а именно:

– уменьшаются затраты на мойку, так как мойке подвергается одна часть;

– уменьшаются потери СО2, т.к. пиво не перемещают в пустой танк;

– уменьшаются потери пива, так как нет потерь при перекачивании;

– сокращается рабочее время;

– экономится энергия;

– не возникает опасности попадания кислорода.

Недостатком является менее эффективное использование объема танка в стадии дображивания. По качеству пива заметного различия между двумя данными вариантами нет.

На практике используем низовое брожение. Режимы брожения и созревания для этого типа брожения, можно разделить на три группы:

– холодное брожение - холодное созревание;

– холодное брожение - теплое созревание;

– теплое брожение - холодное созревание.

Холодное брожение-холодное созревание. Этот режим известен по традиционному брожению и созреванию. Особенный прием- перекачка в лагерный танк с добавлением завитков. Под добавлением завитков понимают добавление молодого пива в стадии низких завитков, когда степень сбраживания равна 25%. Преимущество: добавление завитков обеспечивает получение хорошего по качеству пива, но при этом дрожжи главного брожения должны быть полностью удалены из пива, поскольку иначе они отрицательно повлияют на качество.

Холодное брожение с частичным созреванием в ЦКТ. В него вносят дрожжи и позволяют температуре вырасти, выдерживают паузу и перекачивают в ЦКТЛ. При перекачке вносят 10% завитков. Благодаря этому в пиво попадают активные, сильные дрожжи, которые до конца расщепляют имеющийся диацетил. Затем пиво охлаждают до 1оС, и выдерживают неделю. Снимают все дрожжи. Продолжительность процесса 20 дней.

Тепловое брожение без давления - холодное созревание. Все проходящие при брожении и созревании реакции протекают быстро при повышенных температурах. Этим пользуются для ускорения брожения и созревания. Данный метод может быть использован в традиционном бродильно- лагерном отделении. Этот способ имеет ряд преимуществ:

– конечная степень сбраживания достигается очень быстро;

– диацетил расщепляется быстро и полно;

– пиво, изготовленное при таком температурном режиме, обладает хорошим качеством;

– режим оправдывает себя и в случае брожения под давлением.

Брожение под давлением. Предусматривает повышение температуры до 20оС, при этом образуется большое количество побочных продуктов брожения. Процесс возникновения диацетила протекает абсолютно неконтролируемо, если не сдерживать их образование давлением. Но это предполагает использование танков, способных выдерживать необходимое давление.

Холодное брожение - теплое созревание. Теплое брожение не всегда приводит к возникновению большого количества побочных продуктов. Если брожение холодное, то образуется не так много побочных продуктов, которые, однако, могут хорошо расщепляться только при более теплом созревании. Этот метод длится 20 дней и его можно реализовать и при традиционном осветлении бродильно-лагерного отделения.

Холодное главное брожение с запрограммированным созреванием. Так называемый «метод 9/20» требует значительных затрат. Брожение длится около 20 дней и имеет следующие особенности: фаза созревания укорачивается до 2-3 дней; общее время созревания и холодной выдержки занимает 10-12 дней; очень важно полностью удалить дрожжи после созревания.

Теплое главное брожение с нормальным или форсированным созреванием. При повышении температуры изменяется целый ряд факторов:

– количество побочных продуктов увеличивается;

– с увеличением температуры брожения пиво приобретает цветочно-дрожжевые тона;

– пена и коллоидная стойкость пива, в общем ухудшаются.

Преимущества способа заключаются в том, что брожение можно сократить до 4 дней, что существенно увеличивает мощности солода.

Мы выбираем периодическое брожение. За ряд преимуществ используем режим теплового брожения без давления и холодное созревание.

1.2.4 Выбор и обоснование способа стабилизации пива

Биологическая стабилизация пива. После кипячения сусло стерильно. Вредные для пива микроорганизмы могут попасть в пиво только при несоблюдении санитарных условий на производстве, после чего они размножаются в пиве, образуя помутнение, выделяют продукты метаболизма, которые могут сделать пиво совершенно непригодным для потребления.

Так как пиво должно оставаться безупречным, по крайней мере, в течение всего срока годности, все попавшие в пиво микроорганизмы должны быть удалены или уничтожены. Для этого в распоряжении пивовара имеется несколько возможностей:

– пастеризация разлитого пива;

– пастеризация в потоке;

– горячий розлив пива;

– холодно-стерильное фильтрование и розлив.

Пастеризация в туннельном пастеризаторе. В целях обеспечения полной гарантии биологической стойкости пива, заполненные пивом бутылки и банки пастеризуют в туннельном пастеризаторе. Там бутылки или банки нагреваются вместе с пивом до температуры пастеризации, за тем снова охлаждаются.

Недостатками являются:

– занимает очень много места в цехе розлива;

– установка требует повышенных инвестиционных расходов;

– потребляет большое количество энергии.

Пастеризация в потоке. В этом случае пиво нагревается в пластинчатом теплообменнике до 68-72оС. Эта температура выдерживается около 50 секунд, затем пиво снова охлаждают.

Этот способ имеет следующие преимущества:

– весь процесс длится около двух минут и не оказывает на качество пива заметного негативного воздействия;

– благодаря перекрещиванию потоков пива можно возвращать 86% затрачиваемой энергии.

Горячий розлив. Одна из возможностей избежать повторного инфицирования пива -  это розлив пива в горячем состоянии, и при этом, чтоб не произошло выделения диоксида углерода, необходимо работать при очень высоком избыточном давлении порядка 8-10 бар.

Преимуществом является то, что нет необходимости охлаждать бутылки после мойки.

Недостатки заключаются в том, что:

– пиво теряет в качестве из-за длительного воздействия тепла;

– из-за высокого давления очень высок бой бутылок и износ разливочной машины;

– способ требует больших затрат энергии.

Холодно-стерильный розлив пива. Туннельная пастеризация и пастеризация в потоке являются надежными способами биологической стойкости пива, однако, даже щадящая термическая обработка пива – пастеризация в потоке – несет в себе опасность изменения компонентного состава пива. Поэтому все в большей мере используют «холодные способы» удаление микроорганизмов из пива с помощью обеспложивающего картона, мембранных и модульных фильтров.

Существуют несколько вариантов холодно-стерильного фильтрования, чаще всего после кизельгурового фильтра включает три или четыре мембранных фильтра с всевозрастающей тонкостью фильтрования и уменьшающейся удельной производительностью.

Холодно-стерильный розлив исключает негативные вкусовые изменения, связанные с тепловой обработкой.

Недостатком является то, что довольно часто наблюдаемое ухудшение стабильности пены в связи с неблагоприятными факторами физиологии дрожжей при низкой температуре.

Для производства пива выбираем способ стабилизации пива – холодно-стерильный розлив.

Коллоидная стабилизация пива. Даже пастеризованное пиво со временем мутнеет. Это помутнение возникает в основном  из-за коллоидно-растворенных веществ.

Для удаления нестойких ВМС и катионов тяжелых металлов используют:

– щепа, длиной 15-50см, толщина 3-5см. Задают в бродильный аппарат 20-30г /дал. Но при этом появляется опасность инфекции и потери пива.

– био –  или   ультра – щепа, которую пропитывают смолой.

– рыбий клей, желатин, агар-агар, поливинилполипиролидол, исландский мох.

– диатомит, активный уголь, бентонит, танин.

1.2.5 Выбор и обоснование способа розлива пива

Розлив пива должен производиться так, чтобы все ценные свойства напитка сохранялись как можно дольше и в полном объеме.

По принципам розлива разливочные автоматы разделяются на несколько групп:

– по давлению при наполнении бутылок;

– по способу количественного дозирования напитка;

– по температуре;

– по предварительной обработке бутылок.

Давление при розливе.

Всегда стремятся к тому, чтобы напиток налить в бутылки как можно быстрее и без какого-либо ущерба для качества напитка. При этом следует различать:

– давление при наполнении бутылок;

– эффективный перепад давления.

«Эффективный перепад давления» зависит от разности высоты между поверхностью напитка в емкости и высотой бутылки; он может быть усилен дополнительным давлением.

По тому, при каком давлении происходит розлив, различают:

– вакуумные разливочные автоматы и высоковакуумные блоки розлива;

– разливочные автоматы, работающие при атмосферном давлении ;

– разливочные автоматы с избыточным давлением.

В разливочных автоматах со средним разряжением (вакуумом) движущей силой является разность давления по сравнению с атмосферным. Такие установки применяются для розлива спокойных напитков (вина, молока, соков или спиртных напитков) ускоряя тем самым процесс.

Высоковакуумный розлив применяют для напитков с повышенной вязкостью (эмульсионные ликеры, сиропы, растительное масло).

При розливе с избыточным давлением (изобарическом розливе) скорость наполнения определяется только гидростатическим давлением жидкостей. Путь для разливаемой жидкости открывается только тогда, когда давление в бутылке и газовой среде над жидкостью выравниваются (изобарометрический принцип). Давление розлива должно быть выше давления диоксида углерода в напитке и зависит от содержания диоксида углерода и температуры. Этот розлив применяется, прежде всего, для напитков, содержащих диоксид углерода.

Температура розлива. Различают три вида температурного розлива:

– горячий розлив при температуре выше 60оС;

– теплый розлив при температуре от 18-20оС, то есть при температуре окружающей среды;

– холодный розлив при температуре 5-10оС.

Для пива горячий розлив неприемлем, так как под воздействием высокой температуры происходит ухудшение вкуса, а так же повышается износ оборудования из-за высокого давления розлива.

При теплом розливе можно отказаться от окончательного охлаждения в последнем отсеке бутылкомоечной машины и производить розлив при температуре 20-25оС. Преимущества здесь заключается в экономии воды.

Для пива обычно применяют холодный розлив, при котором большое значение приобретает температура свежей воды. При температуре воды 12-13оС бутылки перед наполнением можно охладить примерно до 15оС. Более низких температур можно достичь только путем дополнительного охлаждения воды, однако остывшая бутылка должна приходить в соприкосновение только с холодным напитком. Чем меньше разница температур между ними, тем ниже опасность нежелательного смешивания напитков, содержащих диоксид углерода.

Выбираем для розлива пива холодный изобарический розлив.

2.2 Описание технологической схемы производства светлого пива

2.2.1 Приемка по количеству и качеству

На разрабатываемом заводе солодовенное производство отсутствует. Солод доставляется автодорожным транспортом. При этом пивоваренное предприятие заключает договор с солодовней, где предъявляют ряд требований к качеству солода, которые давали бы ему гарантию, что из него можно изготовить пиво хорошего качества. Пивовару и работнику солодовенного предприятия для оценки результатов анализа важно знать, каким значением показателей должен отвечать хороший солод.

Существуют специальные приборы, позволяющие в течении примерно одной минуты определить важнейшие показатели пробы солода (500грамм).  К таким показателям относятся:

– влажность;

– экстрактивность в солоде тонкого помола;

– экстрактивность в солоде грубого помола;

– содержание белка;

– число Гратонга VZ45оС;

– вязкость лабораторного сусла;

– рН лабораторного сусла;

– цветность сусла и многое другое.

Для оценки качества солода существуют специальные методы анализа, разработанные МАВЕК (аналитической комиссией стран центральной Европы по технологии пивоварения).

Солод исследуют:

– путем ручной и визуальной оценки;

– путем механических методов анализа;

– с помощь методов технохимического контроля.

Визуальное и ручное обследование. Ручную и визуальную оценку солода проводят на цвет, запах, вкус и аромат, а также на степень загрязнения. При помощи ручного обследования можно получить лишь приблизительную оценку качества солода.

Механические методы анализа. С помощью физико-механических методов определяют такие показатели качества солода, как массу одного гл (100литров) солода, абсолютную массу(массу 1000зерен), мучнистость и фриабильность, стекловидность, выравненность на сортировку солода. Физиологический метод оценки связан с определением развития зародышевого глиста. Наиболее информативными показателями являются масса одного гл солода и абсолютная масса 1000 зерен, так как их значения тесно связаны с массой ячменя который использовали для солодоращения. Поэтому эти показатели являются хорошими критериями в оценке качества солода только тогда, когда для солодоращения используются одинаковые сорта ячменя.

Технохимический контроль. Его роль заключается в определении влажности. У товарного солода предельное значение составляет обычно 5%.

2.2.2 Подработка солода

Поставляемый на пивоварню солод и несоложенные материалы хранятся до переработки в силосах. Силосы не аэрируются, поскольку солод уже не дышит.

Сухой солод после хранения содержит некоторое количество пыли, остатков ростков, металлические частицы и другие примеси. Их наличие может ухудшить качество пива или привести к поломке оборудования. Поэтому необходима подработка.

Солод отчищают от налипших частичек грязи, от отслоившихся частичек оболочек. Этот процесс называется полировкой. Также перед переработкой солод необходимо обеспылить, а еще лучше пропустить через камнеотборник, который подключен к системе аспирации и где также удаляется пыль. Несмотря на интенсивную очистку в солодовне, мелкие камешки величиной в зерно попадают в готовый солод.

Следующей операцией является удаление всех металлических предметов с помощью магнитов, которые подключаются перед дробилками. Несмотря на то, что на предыдущих стадиях производства, хранения и транспортировке солода магниты уже включались, всегда часть металлических предметов попадает в солод.

Затем зернопродукты направляются в бункер суточного запаса с целью создания суточного запаса для обеспечения бесперебойной работы завода.   

2.2.3 Взвешивание засыпи

Количество засыпи, применяемой для каждой варки, необходимо точно регистрировать. Это важно для внутрипроизводственного контроля, поскольку позже понадобиться знать, насколько эффективно было израсходовано сырье. Это выполняют:

– путем расчета выхода экстракта в варочном цехе и после этого;

– путем расчета расхода количества солода на гл пива.

Контроль количества засыпи осуществляют с помощью автоматических весов с опрокидывающимся ковшом. Эти опрокидывающиеся весы работают периодически. В их опрокидывающемся ковше отвешиваются точно установленное количество солода, и по достижению заданной массы ковш опрокидывается вниз. На одном конце коромысла весов находится гиредержатель с установленными гирями, а на другом-емкость для смешивания, опрокидывающийся ковш, наполняемый сыпучим продуктом.

Солод поступает через открытое отверстие в ковш, который под нагрузкой медленно опускается. Из-за этого изменяется положение коромысла; с помощью рычажной передачи доступ солода сначала дросселируется, а затем совсем прекращается. Таким образом, опрокидывающиеся весы с емкостью работают на несколько этапов:

– солод мощной струей достаточно быстро заполняет ковш. Когда необходимая масса почти достигнута, затвор частично перекрывается так, что небольшое количество солода продолжает поступать до момента достижения заданной массы;

– при достижении массы опрокидывания доступ перекрывается полностью. Ковш опускается, переворачивается и опорожняется; при этом взвешиваемый продукт падает вниз;

–  ковш переворачивается открытой частью вверх и процесс наполнения начинается снова.

На корпусе весов размещены 2 счетчика: на верхнем счетчике устанавливается требуемое число отвесов на варку, а на нижнем счетчике регистрируется общее количество отгруженного материала.

2.2.4 Дробление солода

Основной целью дробления солода облегчения и ускорения физических и биохимических процессов растворения содержимого солодового зерна при затирании, с тем, чтоб обеспечить максимально возможным перевод экстрактивных веществ в водный раствор (сусло).

Дробление это процесс механического измельчения, при котором, однако, следует по мере возможности сохранить оболочки для последующего их использования как фильтрующего материала при фильтровании заторов. Поэтому при дроблении солод не размалывают, а раздавливают, сохраняя оболочку зерна почти без разрушения, а из эндосперма стараются получить максимальное количество мелкой однородной крупки. Высокое содержание муки и измельченные оболочки зерна в помоле затруднят фильтрование затора. Твердость мучнистой части зерна неоднородна. Твердые кончики зерна при помоле дают крупку, а хорошо разрыхленная центральная часть эндоспермы и вблизи зародыша- образуют муку и мелкую крупку.

Для дробления солода используем вальцовые дробилки. Солод поступает вначале на распределительный рифленый  валик с закрывающимся, точно устанавливаемым круглым шлицем. Это приспособление позволяет регулировать подачу зерна. Дробилка этого типа имеет три пары вальцов:

– вальцы для предварительного дробления;

– вальцы для отделения мякинных оболочек;

– вальцы для получения крупки.

Между ними всегда подвешен набор вибросит с двумя размерами отверстий в каждом. Они разделяют подходящий через пары вальцов помол на три части:

– грубая составная часть - шелуха с прилипшей крупкой или шелуха;

– средняя составная часть - крупка;

– тонкая составная часть - тонкая крупка и мука.

Мука отводится непосредственно в бункер для помола, так как ее больше не измельчают. Оболочки размалываются на второй паре вальцов, и при этом стараются возможно лучше их сохранить. На третьей паре вальцов измельчается крупка (до любых размеров).

2.2.5 Несоложенное сырье

Так как ферментативный потенциал солода достаточен, чтоб расщеплять добавочное количество крахмала, то часть солода мы заменяем несоложенным продуктом - рисом (20%).Для производства пива мы используем рисовую сечку, то есть дробленые зерна, получаемые при обмолоте и полировке риса, но потерявшие при этом только внешний вид. Зерно риса имеет влажность около 12-12%. Сухое вещество риса состоит на 85-90% крахмала, на 5-8% из белка, на 0,2-0,4%  из масла и небольшого количества минеральных веществ.

Преимущества использования риса в качестве несоложенного сырья состоят:

   – в высокой экстрактивности до 97% от сухого вещества;

– в малом содержании растворимых белков, что обеспечивает физико- химическую стабильность пива;

– в невысоком количестве жира, что повышает вкусовую стабильность пива;

– в благоприятном аминокислотном составе белка с точки зрения химической стабильности пива;

– в отсутствии β- глобулина и антоцианогенов, что положительно отражается на физико- механических и вкусовой стабильности пива.

В результате при использовании риса:

– увеличивается выход экстракта в варочном отделении;

– изменяется цветность пива и его вкус;

– повышается колоритная стойкость пива.

Вместе с тем следует учитывать и его отрицательные стороны при замене части солода рисом:

– при повышенном содержании риса в заторе дрожжи теряют способность к флокуляции;

– добавка риса несколько снижает полноту вкуса конечного продукта;

– небольшое количество белка в рисе и его плохое растворение при затирании может привести к снижению содержания α- аминного азота в сусле, что отразится на интенсивности главного брожения, поэтому не рекомендуется превышать долю риса в засыпи более 20%.

 

2.2.6 Затирание и подкисление

Затирание - важнейший процесс при производстве сусла. При затирании

помол и вода перемешиваются (затираются), компоненты солода переходят в раствор и становятся веществами экстракта. Большинство компонентов дробленого солода нерастворимы сами по себе, а в пиво могут перейти только растворимые вещества. Поэтому при затирании необходимо привести необходимые вещества помола в растворимые.

Цель затирания состоит в том, чтобы расщепить крахмал в сахара и растворимые декстрины без остатка. При этом образуются и другие экстрактивные вещества. Основное количество экстракта образуется при затирании прежде всего благодаря действию ферментов, которые могут действовать при оптимальных для них температурах.

В процессе затирания действует амилолитические, протеолитические и цитолитические ферменты.

В дробленном солоде и несоложенном сырье содержится значительная часть, крахмала, не растворяющегося в воде, который в процессе затирания подвергается расщеплению амилолитическими ферментами (α и β- амилазами). Крахмал должен быть без остатка расщеплен до сахаров и декстринов, не окрашиваемых йодом. Полное расщепление необходимо по экономическим соображениям; кроме того остатки нерасщепленного крахмала вызывают в пиве клейстерное помутнение. Расщепление крахмала осуществляется в три стадии, последовательно переходящие одна в другую. Последовательность их неизменна:

– клейстеризация;

– разжижения;

– осахаривания.

В теплом водном растворе в молекулах крахмала в большом количестве накапливается вода. Из-за этого происходит увеличение объема, приводящее к набуханию и последующему разрыву первоначально твердых зерен крахмала. Образуется вязко- текучий раствор, вязкость которого зависит от объема поглощенной воды. Этот процесс, при котором расщепления веществ не происходит, называется клейстеризацией. Так как клейстеризованный крахмал не содержит твердых крахмальных зерен, то содержащиеся в жидкости (т.е. заторе) ферменты могут на него воздействовать непосредственно. Расщепление же неклейстеризованного крахмала длится многие сутки.

Под разжижением понимают снижение вязкости клейстеризованного крахмала α-амилазой. Длинные цепочки крахмала, состоящие из глюкозных остатков (амилоза и амилопектин),очень быстро разрываются α-амилазой на короткие цепочки: поэтому очень быстро уменьшается вязкость клейстеризованного затора. β-амилаза способна расщеплять длинные цепочки лишь от нередуцируемых концов, так что самостоятельное расщепление этими ферментами длилось бы сутками.

Под осахариванием мы понимаем полное расщепление разложенного крахмала амилазами на мальтозу и декстрины. Определение проводят с помощью йодной пробы.

α- амилаза разрывает цепочки амилазы и амилопектина главным образом на декстрины с 7 - 12 глюкозными остатками. От конечных групп образовавшихся цепочек β-амилаза отщепляет двойные группы (мальтозу). Этот процесс неизбежно продолжается дольше, чем разделение более длинных цепочек α- амилазой.

Из-за разной длины цепочек кроме мальтозы образуются и другие сахара, глюкоза и мальтотриоза.  

Для получения полноценного пивного сусла расщепление белковых веществ солода и несоложенного зернового сырья имеет так же большое значение, как и гидролиз крахмала. На расщепление действуют протеолитические ферменты эндопептидаза и экзопептидаза. Этот процесс называют протелиозом.

Все высокомолекулярные соединения (протеины), за исключением небольшого количества, выпадают в осадок самое позднее при кипячении сусла. Поэтому в пиво попадают только  продукты расщепления, которые, однако, необходимы для размножения дрожжей и быстрого сбраживания.

Ферментативное расщепление белковых веществ должно рассматриваться дифференцированно, так как:

– при 45-50оС в большей степени образуются низкомолекулярные продукты расщепления, особенно пептиды и аминокислоты;

– при 60-70оС в большей степени образуются высокомолекулярные продукты расщепления, которые считаются обеспечивающие пеностойкость.

Продукты протеолиза, составляющие около1/3 азотистых веществ затора, придают пиву полноту вкуса, пеностойкость, способствуют связыванию диоксида углерода. Белковые вещества, не подвергшиеся гидролизу, выводятся с дробиной.

Влияние температуры на процесс затирания чрезвычайно велико, поэтому паузы при затирании всегда выдерживают при оптимальных для амилаз температурах, а именно:

– мальтозная паузу при 62-65оС- оптимальная температура для β- амилазы;

– пауза осахаривания при 72-75оС- оптимальная температура для α- амилазы.

Так же существует белковая пауза при 50-52оС-  оптимальная температура для протеаз.

Температура перекачки затора в фильтр-чан - 76-78оС.

Для производства светлого пива используем двухотварочный способ затирания.

Начало затирания. Под началом затирания понимают процесс, включающий в себя возможно более тщательное перемешивание помола (засыпи) с водой (наливом) при предписанной температуре затирания.

Первая отварка. Рис затирают с 10-20% солодовой частью засыпи при температуре 50оС и выдерживают при этой температуре 10-15 минут. Чтоб не делать затор слишком густым, гидромодуль (соотношение засыпи и главного налива) составляет около 1:4. Затем температуру медленно повышаем до 70-75оС и выдерживаем 10 минут. Далее медленно (приблизительно 0,5оС/мин) температуру повышаем до 80-85оС, рисовый крахмал при этом клейстеризуется и разжижается. Затор из несоложенного сырья доводят до кипения и кипятят 30-40 минут.

В момент начала кипячения рисового затора начинают отдельно затирать солод при температуре 50оС (белковая пауза).

Готовый рисовый затор при постоянном перемешивании смешивают с солодовым затором, температура которого составляет 50-52оС. В результате температура объединенного затора повышается до 63оС (мальтозная пауза). После 15 минутной паузы проводят вторую отварку.

Вторая отварка. Отбирают 1/3 затора и кипятят в течении 15 минут, потом соединяют вторую отварку с основным затором. За счет возвращения этого затора температура повышается до 70-72оС (пауза осахаривания). При этой температуре объединенный затор нагревают до 78оС и перекачивают на фильтрование.

Подкисление. Благодаря взаимодействию рН - активных водных солей кальция и магния особенно с фосфатами и другими компонентами солода в заторе устанавливается рН порядка 5,6-5,8. Но существует ряд разных процессов и превращений, протекающих значительно быстрее и лучше при понижении значений рН. Поэтому мы заинтересованы в существенном понижении рН до значений 5,1-5,2, которые осуществляем путем биологического подкисления, то есть путем выращивания культуры молочнокислых бактерий, которые не являются чужеродными для пива компонентами, так как они всегда присутствуют на поверхности солода; они вырабатывают достаточное количество молочной кислоты, чтобы понизить величину рН.

При подкислении затора готовый препарат молочной кислоты задают на основе опытных данных в количестве около:

– 1% при затирании;

– 1-2% в конце варки.

2.2.7 Фильтрование затора

В конце процесса затирания затор состоит из смеси растворенных и нерастворенных в воде веществ. Водный раствор экстрактивных веществ называется суслом, а нерастворенную часть называют дробиной. Дробина в основном состоит из мякинных оболочек, зародышей и других веществ, не растворенных при затирании.

Для производства пива только сусло, которое должно быть удалено от дробины возможно тщательнее. Подобный процесс разделения фаз называют фильтрованием затора.

При фильтровании затора экстракт должен быть получен по возможности более полно. Фильтрование затора является процессом, при котором дробина берет на себя роль фильтрующего материала. Этот процесс проходит в две отдельные фазы, следующие друг за другом, а именно:

– сбор первого сусла;

– выщелачивание дробины путем вымывания задержанных в нем экстрактивных веществ (промывание воды).

Проходящее через дробину сусло называют первым суслом. Когда первое сусло стечет с дробины в ней еще остается экстракт. Чтоб предприятие работало экономично, этот экстракт надо извлечь, и поэтому дробину после стекания первого сусла промывают. В ходе промывания дробины сусло разбавляется.

Получаемый из дробины экстракт вымывают горячей водой, и этот процесс называют промывкой пивной дробины. Возникающее более жидкое сусло называют промывными водами. Содержание экстракта в них убывает сначала быстро, а затем медленнее, поскольку последний остаток экстрактивных веществ из дробины вымывается с трудом. Этот процесс является прежде всего диффузионным. Чем больше промывной воды проходит через дробину, тем интенсивнее она выщелачивается и тем выше выход экстракта, но чем больше воды проходит через дробину, тем больше воды снова испарять при кипячении сусла.

Промывание ведут до тех пор, пока в сусловарочном котле получится желаемая концентрация. Стекающее в конце сусло с низкой экстрактивностью называется последней промывной водой. При нормальном пиве она еще имеет содержание экстракта 0,5-0,6%.

Процесс фильтрования осуществляем в фильтр-чане.  Последовательность основных операций следующая:

– вытеснение воздуха («заливка сит»);

– перекачка затора;

– фильтрационная пауза (расслаивание затора);

– рециркуляция мутного сусла (перекачивание «на себя»);

– сбор первого сусла;

– промывка дробины и сбор промывных вод;

– сбор последних промывных вод;

– выгрузка дробины.

Для обеспечения быстрого фильтрования подситовое пространство следует освободить от загрязнений и пузырьков воздуха. Для этого под сита подают горячую воду, нагревая при этом сами сита.

Затор как можно быстрее перекачивают в фильтрационный чан  и там его стараются распределить как можно более равномерно. Неравномерное распределение дробины привело бы к неравномерному выщелачиванию и уменьшению выхода. Подачу затора в фильтрационный чан, выполняют снизу, чтоб сделать доступ кислорода по возможности минимальным.

После перекачки затора дробина осаждается слоем, первое собирается над дробиной. Эта стадия процесса необходима, поскольку дробина используется в качестве естественного фильтрующего слоя. Этот процесс называется расслаиванием затора (принимаем от 5 до 30 минут). К концу процесса дробина образует три слоя:

– нижний слой: тонкий слой из крупнодисперсных  и тяжелых частиц, еще отчасти содержащих крахмал;

– основной слой: самый толстый слой, образованный дробиной;

– верхний слой (тесто): тонкий слой из наиболее легких частиц затора, состоящих, прежде всего из белковых компонентов и мелких фрагментов оболочек.

Чем выше температура перекачки затора, тем более проникаемым формируется фильтрующий слой дробины и тем быстрее происходит фильтрование. Поэтому при фильтровании надо избегать охлаждения затора.

Между дном фильтр-чана и ситами сначала собирается донное тесто, состоящее из проникших сюда частиц. Оно возвращается в фильтр - чан вместе с первым суслом, которое вначале всегда имеет повышенную мутность. Это сусло называется мутным, и оно перекачивается обратно в фильтр- чан. Эта фильтрация проводится за 5-10 минут перед окончанием перекачки затора до появления на выходе из фильтр-чана прозрачного сусла. Возвращаемое мутное сусло распределяют под поверхностью сусла, чтобы поглощение кислорода было как можно меньше.

Чтобы не терять времени, первое сусло следует собрать как можно быстрее. Первое сусло проходит через дробину и благодаря этому фильтруется.

Чтобы еще сохранялась плавучесть дробины, стекание первого сусла допускается до тех пор, пока дробина не покажется на поверхности фильтруемого затора. Затем над суслом распределяется вода для промывания дробины, которая, медленно перемещаясь сверху вниз, вытесняет сусло. При этом дробина выщелачивается, но этот процесс требует времени, ведь экстракт из дробины переходит в раствор не так быстро.

Промывку допускается вести непрерывно, то есть добавлять столько новой воды, сколько промывной воды вытекло снизу. Благодаря непрерывной промывке достигается:

– большая прозрачность сусла;

– меньшее выщелачивание оболочек;

– меньшее поглощение кислорода;

– экономия времени;

– получение пива с лучшими органолептическими показателями;

– лучшая вкусовая стойкость пива.

Рыхлитель приводится в действие до или во время процесса промывки дробины. Сначала разрезают верхнюю часть дробины, а затем медленно опускают рыхлитель до положения дна на уровне около 5-10 см. над фильтрационным ситом. Глубже погружать нож нельзя, так как иначе снова пойдет мутное сусло. Работа рыхлителя существенно определяет длительность фильтрации и прозрачность стекающего сусла.

Чтоб иметь возможность работать в оптимальном режиме, следует постоянно измерять и показывать следующие параметры:

– расход фильтрующегося сусла;

– разность давлений;

– мутность.

Окончание процесса фильтрования определяют путем измерения концентрации сусла в котле.

После выпуска промывной воды рыхлитель поднимается, ножи ставятся поперек, откидывается вниз выгрузная лопатка, дробина перемещается к люку для дробины при медленном опускании выгрузного устройства. Влажная дробина выгружается из выгрузной шахты фильтр-чана на расположенный под ним транспортер для дробины.

Расположенный в нижней части транспортера шнек перемешает дробину к выпуску. После прохождения шнека дробина с помощью сжатого воздуха перемещается по трубопроводу порциями и попадает в силос для дробины.

Отделение дробины от транспортирующего воздуха происходит в  воздухоотделителе. Дробина падает вниз в силос и с помощью транспортного шнека перегружается в автотранспорт. Дробину продаем на корм скоту.

2.2.8 Кипячение сусла с хмелем

Фильтрованное пивное сусло поступает в сусловарочный котел и подвергается кипячению с хмелем.

Целью кипячения является стабилизация состава и ароматизация его хмелем. При кипячении сусла происходит ряд следующих важных процессов:

– растворение и превышение компонентов хмеля;

– образование и коагуляция конгломератов белковых и дубильных веществ;

– выпаривание воды;

– стерилизация сусла;

– разрушение всех ферментов;

– повышение цветности сусла;

– повышение кислотности сусла;

– образование редуцирующих веществ;

– изменение содержания в сусле диметилсульфида и других летучих веществ.

При получении сусла значительная часть его задерживается в дробине. Для выщелачивания сусла требуется большое количество воды. Получается сильное разбавление основного сусла, так что необходимо выпаривание избыточной воды.

Поскольку испаряется только вода, экстрактивность сусла повышается. Одновременно с выпариванием протекают и все остальные процессы.

Стерилизация необходима для обеспечения чистого брожения и получения стойкого продукта. Стерилизация достигается после 15 минут кипячения, чему в значительной мере способствует кислая реакция сусла. Стерилизацией сусла и разрушением ферментов обеспечивается стабильность химического состава сусла до брожения и получения стойкого продукта.

Дубильные вещества хмеля и солода полностью растворяются в сусле и связываются с его белками. Дубильные вещества солода при этом несколько более активны, чем хмелевые. Также дубильные вещества находятся частично в окисленной форме, а белковые вещества имеют к тому же различную величину молекул.

Процесс коагуляции белков и осветления сусла имеет громадное значение для состава, полноты вкуса, цвета и прозрачности пива. Коагулируют преимущественно высокомолекулярные соединения, наличие которых может быть причиной различных помутнений в готовом продукте. Процесс коагуляции имеет большое значение, так как даже весьма незначительное содержание некоагулированных высокомолекулярных белков может вызвать помутнение пива. Поэтому стремимся эти белковые вещества удалить из сусла по возможности полнее.

Во время кипячения к суслу добавляется хмель, в процессе происходит растворение и превращение его составных частей горьких, ароматических и полифенольных, а также происходит химическое взаимодействие между сахарами и продуктами распада белков. При кипячении составные части α- кислот - гумулон, когумулон, адгумулон претерпевают изомеризацию. Они обладают горьким вкусом и большей растворимостью, чем до пастеризации. Горькие  β-кислоты не изомеризуются и плохо растворимы.

Основную горечь пива обуславливают изомерные соединения α- кислот, которые придают готовому продукту желаемую горечь. При этом важно знать:

– дозировку хмеля;

– момент внесения той или иной порции хмеля;

– способ внесения хмеля.

Процесс ароматизации сусла хмелем требует также принятия определенных мер предосторожности, так как хмель содержит два вида ароматических веществ: летучие эфирные масла и горькие вещества. Эфирные масла при длительном кипячении улетучиваются, в то время как для перехода горьких веществ в раствор требуется продолжительное кипячение.

Сусло с хмелем кипятится в сусловарочном котле. От начала поступления и почти до окончания подачи промывной воды, температуру общего сусла в сусловарочном аппарате выдерживают не ниже 63оС ( во избежание развития инфекции) и не выше 75оС (для сохранения части α-амилазы в активном состоянии, необходимой здесь для осахаривания остатков крахмала дробины). Затем проверяем полноту осахаривания сусла  по йодной пробе.

Сусло начинают кипятить, как только закончится поступление промывной воды из фильтрационного аппарата. Продолжительность кипячения в среднем составляет 2 часа. Сусло кипятят менее интенсивно в начале варки, чтобы не вызвать сильного вспенивания, и в конце варки - для хорошего хлопьеобразования.

Конец кипячения сусла определяют по содержанию сухих веществ в нем, наличию крупных хлопьев, скоагуровавщих  белков и по прозрачности сусла.

Применяется охмеление молотым гранулированным хмелем. Хмель вносим в три приема первую порцию (30%) даем во время набора первого сусла - сорт горького хмеля, вторую порцию (40%) - в начале кипячения - сорт обычного хмеля, третью (50%) - за полчаса до конца кипячения сусла.

Когда сусло готово, прекращают подачу пара в паровую рубашку, дают успокоиться поверхности кипящего сусла, замеряют объем сусла в аппарате, отбирают пробу сусла в цилиндр, быстро охлаждают и определяют в нем концентрацию сухих веществ. Если не достигнута требуемая величина, то продолжаем кипячение.

2.2.9 Осветление сусла

В горячем охмеленном сусле отсутствует кислород, имеются грубые взвеси, образовавшиеся при кипячении с хмелем. Наличие взвесей отрицательно влияет на процесс брожения сусла в коллоидную стойкость готового пива. При охлаждении сусла грубые взвеси осаждаются и формируются тонкие взвеси, сусло насыщается кислородом воздуха, что затем будет способствовать нормальному размножению дрожжей и более полному выделению белков. Следовательно, целью осветления и охлаждения сусла является понижение его температуры, насыщение кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц.

Осветление сусла проводим в гидроциклонном аппарате (вирпуле). Горячее сусло подается в аппарат тангенсально, приобретает круговое движение и подвергается воздействию гидродинамических сил, обеспечивающих осаждение взвесей  горячего сусла. На дне образуется плотный компактный осадок, который удаляется после двух последовательных варок. Достоинством гидроциклонного аппарата является стерильность процесса, так как в него поступает горячее сусло и выходит из него с температурой около 90оС

2.2.10 Охлаждение сусла

Охлажденное сусло является хорошей питательной средой для развития микроорганизмов. В избежание инфицирования сусла микроорганизмами  необходимо охладить горячее сусло как можно быстрее в условиях, исключающих его инфицирования.

При охлаждении сусла происходит ряд процессов, решающим образом влияющих на скорость последующего брожения до созревания. К ним относятся:

– охлаждение сусла;

– образование и оптимальное удаление взвесей холодного сусла;

– интенсивная аэрация.

Кроме того, изменяется экстрактивность и объем сусла. Также продолжают происходить процессы биохимических превращений веществ в сусле, которые можно аналитически оценить по увеличению цветности и изменению других физико-химических показателей качества сусла.

Быстрое охлаждение сусла выполняем с помощью пластинчатых теплообменников. В них сусло охлаждается более холодной водой; передача тепла осуществляется при этом через тонкие пластины из нержавеющей стали.

В пластинчатом теплообменнике горячее сусло с температурой 90оС охлаждается холодной водой до температуры начала брожения. При этом происходит теплообмен между горячим суслом и холодной водой.

При охлаждении сусла, сусло поглощает кислород физическим и химическим путем. Растворение кислорода начинается с движения температуры сусла. Кислород растворяется до достижения насыщения. Физическое связывание кислорода наиболее эффективно проходит при низкой температуре, слабой концентрации сусла, перемешивании и тонком слое его.

Химическое связывание кислорода осуществляется главным образом при высоких температурах и затрачивается на окисление органических веществ.

При охлаждении наряду с белками тонкой взвеси выпадают и другие вещества. Причиной выделения последних являются изменение температуры и вызванное этим изменение растворимости. Это относится к горьким хмелевым веществам, которые после перехода их во время кипячения в смолы находятся в горячем сусле в виде пересыщенного раствора,  всвязи с чем при охлаждении они должны выделяться в осадок.

2.2.11 Аэрация сусла

Известно, что дрожжи для размножения нуждаются в кислоте. Отсутствие аэрации или запоздалая аэрация немедленно повлияет в негативную сторону на скорость брожения размножения дрожжей.

Аэрация холодного сусла для снабжения дрожжей кислородом является единственным случаем во время всего производства пива, когда целенаправленно осуществляется подача кислорода. Этот кислород потребляется дрожжами за несколько часов и не вредит качеству сусла.

Охлажденное аэрированное сусло подается на брожение.

2.2.12 Брожение

Для превращения сусла в пиво, сахар, содержащийся в сусле, должен быть сброжен ферментами дрожжей в этанол и оргкислоту. Процессы, протекающие при сбраживании, можно только условно разделить на процессы главного брожения и процессы созревания, так как они переходят друг в друга.

Большую роль играет то, что во время брожения в процессе метаболизма дрожжей возникают побочные продукты, многие из которых снова распадаются. Эти побочные продукты брожения наряду с составными частями хмеля в значительной мере определяют вкус и аромат пива.

Дрожжи единственный живой организм, способный и готовый при нехватке воздуха заменить энергетически более выгодное дыхание на брожение.

В процессе главного брожения выделяют следующие стадии. В первой стадии, называемой забелом, на поверхности бродящего сусла появляется полоса темно - белой пены. Через 18 часов после введения дрожжей появляются первые признаки брожения, выделяется СО2 и появляются белые пузырьки пива. Пена сначала сосредотачивается по краям, у стенок аппарата образуется валик пены, затем вся поверхность сусла затягивается равномерным слоем белой пены. К концу этого периода начинают выделяться хмелевые смолы и белковые вещества. Продолжительность этой стадии 1- 15 суток, характеризуется размножением и ростом дрожжей и убылью экстракта  на 0,0-0,5% в сутки.

Вторая стадия брожения - период низких завитков. В этот период образуется густая компактная масса пены, которая начинает подниматься, усиливается выделение СО2 и хмелевых смол, меняется окраска пены, становясь желтовато-коричневой. Продолжительность стадии 2-3 суток, экстрактивность понижается на 0,5-1% в сутки.

Третья стадия - стадия высоких завитков. В этот период достигаются максимальной температуры и интенсивность брожения. Продолжительность стадии 3-4 суток, убыль экстракта 1,1-1,5% за сутки. Завитки достигают наибольшей высоты, пена становится рыхлой, поднимается вверх, кончики завитков пены и вся поверхность приобретают коричневую окраску.

Четвертая стадия брожения называется стадией опадения завитков, характеризуется опадением пены, хлопьеобразование дрожжей и осветлением пива. В этот период уменьшается выпадение СО2, завитки исчезают, поверхность покрыта тонким слоем осевшей пены (декой). Завитки опадают в течении двух суток. Экстактивность снижается на 0,5-0,2% за сутки. Показателем окончания главного брожения служит понижение экстрактивности на 0,1-0,2% за сутки.

Кроме этих четырех стадий, в процессе главного брожения происходит метаболизм (обмен веществ) дрожжей, который имеет для пивовара фундаментальное значение, так как они позволяют решающим образом влиять на качество пива.

Метаболизм азотистых веществ. Дрожжевая клетка на 35-60% состоит из белков, поэтому для строительства нового клеточного вещества ей необходимо место, который представлен в сусле в виде аминокислот. Таким образом, из аминокислоты в результате декарбоксилирования и восстановления возникает высший спирт, который выделяется во внешнюю среду как побочный продукт, оказывая при этом влияние на стабильность, вкус, пеностойкость и другие потребительские свойства пива.

Метаболизм жиров. Жиры возникают из протеинов и фосфора в форме фосфолипидов клеточных мембран, расположенных вокруг органелл внутри клетки. Дрожжи усваивают жирные кислоты из сусла, хотя могут их синтезировать самостоятельно. Синтез начинается с пирувата посредствам активации уксусной кислоты. Дрожжи также в состоянии образовывать и ненасыщенные жирные кислоты.

Метаболизм азотистых веществ преобладает над метаболизмом жиров, который имеет место только тогда, когда источники азота для синтеза белков уже исчерпаны.

Метаболизм углевода. Дрожжи потребляют из сусла моносахариды (глюкозу и фруктозу), дисахариды (мальтозу и сахарозу), полисахарид мальтатриозу и сбраживает их именно в такой последовательности. Очень небольшое количество мальтозы (0,25%) дрожжи запасают как резервный углевод.

Во время брожения дрожжи выделяют в пиво целый ряд продуктов метаболизма, которые претерпевают количественные и качественные изменения, частично реагируя друг с другом. Побочные продукты брожения имеют решающее значения для качества готового пива.

Все вещества делятся на две группы:

– формирующие букет молодого пива (диацетил, альдегиды, сернистые соединения). Они придают пиву не чистый, зеленый, незрелый вкус и запах и при повышенной концентрации отрицательно влияют на качество пива. Эти вещества в ходе брожения и созревания могут быть удалены из пива биохимическим путем, в чем и состоит цель созревания;

– формирующие букет готового пива (высшие спирты, эфиры). Они в значительной мере определяют аромат пива; их наличие в определенной концентрации являются предпосылкой для получения качественного пива. Эти вещества, в отличие от первой группы, не могут быть удалены из пива технологическим путем.

Диацетил – важнейший фактор для образования букета молодого пива. При превышении порогового значения он придает пиву нечистый вкус – от сладкого до противного, а в очень больших концентрациях обладает ароматом масла.

Важнейшим альдегидом является ацетальдегид, возникает как промежуточный продукт при спиртовом брожении. Ацетальдегид выделяется дрожжами в пиво в первые три дня брожения и вызывает зеленый вкус молодого пива, имеющий привкус «подвала» или «подземелья». В ходе дальнейшего брожения ацетальдегид расщепляется и вкус молодого пива исчезает.

В отличие от диацетила и альдегидов, которые относятся к веществам – букетообразователям молодого пива, компонентами вкуса и аромата готового пива являются высшие спирты или «сивушные масла». Возникшие высшие спирты не могут быть удалены из пива посредством каких-либо технологических приемов, поэтому их содержание можно регулировать только на этапе брожения. Концентрация высших спиртов свыше 100 мг /л ухудшают вкус и полезные свойства пива.

Брожение и созревание пива проводим в цилиндроконических танках (ЦКТ). Использование ЦКТ предполагает не только их техническое преимущество, но и проведение процессов брожения и созревания пива на качественно высоком уровне. ЦКТ изготовляются с верхней частью в виде цилиндра, а с нижней в виде конуса. Такая форма дает возможность хорошо и полно отделять от пива осевшие дрожжи, а также улучшает мойку и опорожнение танка.

Получение пива в ЦКТ протекает следующим образом. Осветленное и охлажденное до 8оС сусло подается в ЦКТ через нижний патрубок в конической части танка, так как заполнение сверху приводило бы к лишнему попаданию кислорода. ЦКТ заполняется для брожение не полностью, так как здесь при брожении из-за подъема СО2 образуются завитки, занимающие значительный объем. В крайнем случае завитки поднимаются через верхушечные клапаны и могут закупорить предохранительную арматуру. Поэтому заполнение осуществляется на 80%. Подача дрожжей осуществляется в потоке, в те варки , которые аэрируются с таким расчетом, чтоб содержание растворенного кислорода в сусле составило 4-6 мг/л. Дрожжи должны отвечать следующим требованиям : иметь высокую бродильную активность, хорошо образовывать хлопья и осветлять пиво в процессе брожения, придавать пиву чистый вкус и приятный аромат.

Хранение и разведение дрожжей осуществляется в дробильном отделении.

При заполнении ЦКТ поддерживается давление 0.3 бар. Во время брожения шпунт – аппарат устанавливают на противодавление на 0.5 бар. В процессе брожения поддерживается температура 10-12оС. В стадии интенсивного брожения происходит значительное перемешивание пива главным образом из-за подъема СО2. Так как более теплое пиво поднимается наверх, то в этой стадии достигается охлаждение путем включения верхней рубашки. Таким образом, поддерживается внутри танка конвекционные потоки, когда холодное пиво опускается вниз, а теплое устремляется наверх. На вторые сутки брожения производят съем отстоя. На пятый – включают нижнюю рубашку для охлаждения конической части танка. В течение двух дней происходит снижение температуры в ЦКТ до 5оС. При этой температуре на седьмые сутки производят съем семенных дрожжей. Перед этим микробиологи определяют состояние дрожжей. В зависимости от результатов анализа они направляются на утилизацию или на повторную генерацию.

В процессе брожения происходит снижение значения рН до 4,2 до 4,4. Момент окончания брожения определяют при достижении видимой конечной степени сбраживания сусла ниже лабораторной на 2,5% и содержание дрожжевых клеток до 5 млн/см3. Кроме того, индикатором созревания пива является расщепление диацетила. Общее содержание диацетила в конце главного брожения не должно превышать 0,1. После того, как произошла полная редукция диацетила, производят еще один съем дрожжей. Затем молодое пиво охлаждают до -1оС, а затем дображивание.

Длительность главного брожения составляет 7 суток.

2.2.13 Дображивание

Дображивание и созревание пива проводится с целью естественного его насыщения диоксидом углерода в результате сбраживания оставшихся сахаров, образования специфических ароматических веществ, осаждения дрожжей, взвесей, белковых и полифенольных соединений.

В процессе дображивания пива температура поддерживается путем включения рубашки. В процессе выдержки производят удаление осадка из конической части танка на пятые, десятые сутки, а затем перед подачей пива на фильтрацию.

При дображивании пива происходят следующие основные процессы:

Жизнедеятельность дрожжей: в первом периоде дображивания дрожжи сбраживают экстракт и оседают, во втором – из дрожжевых клеток выделяются различные вещества: аминокислоты, пептиды, витамины, фосфаты и ферменты. Эти вещества формируют вкус пива.

Насыщение диоксидом углерода: в молодом пиве после главного брожения массовая доля диоксида углерода составляет 0.2%. В готовом пиве массовая доля диоксида углерода составляет 0.3-0,35%. Такая концентрация – результат процесса растворения и связывания диоксида углерода. Необходимое растворение и связывание диоксида углерода достигается посредством дображивания пива под избыточным давлением (р-0,3 бар).

Осветление: в процессе дображивания происходит осветление пива. Оно связано с осаждением дрожжей и соединений, вызывающих помутнение.

По мере дображивания окислительно-восстановительный потенциал пива уменьшается, происходит внутримолекулярное окисление многих неустойчивых веществ, и образование тонной окислительной мути, трудноудаляемой фильтрацией. Для этой цели используют естественное осаждение мути – осветление. Это самый важный процесс дображивания, заключающийся в том, что дрожжи сорбируют белковую муть и другие взвеси, увлекают их на дно аппарата, благодаря чему пиво осветляется.

Созревание. Именно при созревании происходит окончательное формирование букета готового пива. Протекают химические и физические превращения: оседание дрожжей, белково-полифенольных соединений. Снижается концентрация диацетила и ацетальдегида. Увеличивается концентрация высших спиртов и эфиров.

После дображивания, которое длится 11 дней, пиво из танка отправляют на фильтрование. Это пиво должно каллоидно – стойким. К пиву перед фильтрованием предъявляют следующие требования:

– температура пива 0-1оС;

– содержание СО2 без карбонизации – по меньшей мере 0,5%;

– рН от 4,2 – 4,4 (максимум 4,6);

– концентрация дрожжей – 2 млн клеток/мл (максимум 5 млн /мл);

– содержание диацетила – максимум 0,1 мг /л;

– содержание кислорода – 0 мг /л.

2.2.14 Фильтрация пива

Фильтрование – процесс разделения, при котором из пива удаляются еще оставшиеся дрожжевые клетки и другие взвешенные частицы мути. При фильтровании отделяются также вещества , которые могут выделиться в пиве в ближайшие недели или месяцы с появлением мутности.

Цель фильтрования – сделать пиво настолько стойким, чтобы в нем на протяжении длительного времени не возникло бы никаких видимых изменений и пиво сохраняло бы свой внешний вид.

Вода, используемая в процессе фильтрации должна максимально освобождаться от содержащегося в ней кислорода. Поэтому перед использованием осуществляется ее деаэрация в специальной установке. Затем подготовленная вода поступает в накопительную емкость, откуда используется в следующих целях:

– для кизельгуровой суспензии;

– для нанесения фильтрующего слоя кизельгура;

– для ополаскивания оборудования после мойки.

Вспомогательные фильтрующие материалы (кизельгур) – порошкообразное вещество, которое намывается на фильтровальную перегородку. В качестве вспомогательных фильтрующих веществ используют три марки кизельгура:

– тонкий;

– средний;

– грубый.

Важнейшее качество кизельгура – высокая пористость. Вследствие пористости и особой структуры панциря, фильтрующие слои кизельгура образуют очень мелкопористую систему, которая может задерживать частички мути размером от 0,1 мкм.

Важно то, что кизельгур не содержит ни каких примесей. Кроме того, важнейшая характеристика кизельгура , влияющая на экономичность фильтрования, - плотность во влажном состоянии. Расход кизельгура колеблется от 80 – 200 г/гл, составляя в среднем 150-180г /гл. Кизельгур – не только очень дорогой вспомогательный материал, его утилизация после использования также требует определенных затрат.

Для достижения безупречного фильтрационного эффекта фильтрующий слой наносится в три приема:

Первый основной слой; диаэрированная вода или фильтруемое пиво циркулирует через фильтр вместе с концентрированной суспензией грубого кизельгура при избыточном давлении 2-3 бара. При этом образуется стабильный против изменения давления первичный слой, который должен препятствовать попаданию мелкого вспомогательного фильтрующего средства в фильтрат. Частицы этого первичного слоя опираются друг на друга и взаимно препятствуют своему дальнейшему передвижению. Для первичного слоя расходуют 700-800г/м2 кизельгура.

Второй слой основной (предохранительный); он предназначен для того, чтобы после предварительных слоев уже первый фильтрат был прозрачным. Этот слой вновь намывается с помощью диаэрированной водой, но для него используют более мелкие смеси кизельгура. Они задерживают муть и снижают закупоривание фильтра. Всего на основные слои с общей толщиной 1,5-3мм расходуется около 1000г/м3 – кизельгура. Процесс длится 10-15 минут .

Текущее дозирование: служит для того, чтобы поддерживать проницаемость кизельгура, а значит и производительность фильтра на постоянном уровне. Постоянная производительность необходима, так как скачки давления или неравномерность стекания пива разрушают нанесение на сито слоя кизельгура, и пиво идет с повышенной мутностью , чего нельзя допускать. Постоянная производительность означает неизменное увеличение разности давления на входе и на выходе из фильтра. Повышение разности давлений должно происходить медленно и равномерно, до достижения предельного избыточного давления 6-8 бар.

Обычно используемая смесь для текущего дозирования состоит на 2/3 из среднего и на 1/3 из тонного кизельгура. Расход кизельгура для текущего дозирования составляет 60-120г/гл.

Первая фаза фильтрования – нанесение первого и второго предварительных слоев и начало текущего дозирования – имеет особое значение в связи с возможностью попадания кислорода и ухудшения качества пива.

В конце брожения и созревания содержание кислорода в пиве снижается до 0,0 -0,1мг/л. Сохранить это значение на том же уровне довольно трудно. В случае растворения нового кислорода в пиве возможности его удалить не существует.

После стабилизации пиво отправляют на рамный фильтр – пресс для обеспложивания. В рамном фильтр-прессе опорный картон изготавливается из целлюлозы и конденсированных смол.

Отфильтрованное пиво поступает в буферный танк, из которого передается в отделение форфасов.

2.2.15 Хранение в форфасах

Отфильтрованное пиво поступает в отделение форфасов. Основное назначение форфасов – это создание буфера между фильтрационным отделением и цехом розлива.

Во время фильтрации было нарушено равновесие в пиве между газообразным, растворенным и связанным углекислым газом. В процессе хранения пива в форфасах под давлением СО2 и высоты гидростатического столба жидкости это равновесие восстанавливается. Форфасное отделение рассчитано на хранение 1-3х дневного запаса пива. В помещении поддерживается температура от 0 до 1оС. Рабочее давление СО2 в форфасах с пивом поддерживается 0,7 бар. Во избежание попадания кислорода в пиво заполнение форфасов осуществляется по следующей схеме:

– заполнение форфаса углекислотой для создания противодавления до 0,7 бар;

– подача фильтрованного пива снизу;

– отвод СО2.

2.2.16 Розлив пива

Розлив пива должен производиться также, чтобы все ценные свойства напитка сохранялись как можно дольше и в полном объеме. Пиво является напитком, отличающимся высоким содержанием СО2, который должен сохраняться вплоть до потребления. Поэтому давление при розливе должно быть выше давления равновесия СО2 в пиве (давление насыщения) и зависит от содержания СО2 и температуры. Чтоб исключить вспенивание пива при розливе, осуществляем процесс розлива на разливных автоматах с избыточным давлением. Розлив осуществляем в стеклянные бутылки емкостью 0,5л.

2.2.17 Укупорка

Бутылки укупоривают кронен-пробкой, в которой имеется прокладка из натуральной или прессованной пробки, а также из специальной полимерной пасты. Перед укупоркой кронен-пробки пропаривают или дезинфицируют в 2% растворе формалина, а затем тщательно промывают водой. В ходе процесса укупоривания кронен-пробка должна быть прочно соединена с горлышком бутылки таким образом, чтобы получилось абсолютно газопроницаемое соединение.

2.2.18 Этикетировка

В настоящее время огромное значение придается оформлению этикетки, ее форме, цвету и качеству печати.

Этикетки поставляются и хранятся в магазинных стопках. На этикетке должна быть указана следующая информация: сорт пива, дата розлива, наименование предприятия выпустившего напиток, срок хранения и номер ГОСТа. Для наклейки этикеток используют декстриновый клей, обладающий хорошей клеющей способностью и быстрой отмокаемостью в теплой воде.

2.2.19 Бракераж

Бракераж осуществляется на бракеражном автомате, где идет процесс переворачивания бутылок с пивом горлышком вниз перед световым экраном для просмотра их бракеровщиком. При наличие в бутылке посторонних включений, бракеровщики забраковывают и снимают бутылку с линии.

2.2.20 Укладка в ящики

После этикетирования бутылки одного сорта идут на упаковывание в ящики. Ящики могут быть различной формы и размеров. Ящики производятся с перегородками, чтобы не допустить ударений и трения бутылок одна о другую. Укладка в ящики осуществляется вручную.

2.2.21 Формирование поддонов

На отрезке между производством и торговой сетью упакованные единицы, т.е. ящики, размещают на поддонах.

Поддон представляет собой площадку для штабелирования. Многие поддоны имеют стандартные размеры и изготавливаются из деревянных досок скрепленных прочными деревянными брусчатыми прокладками.

Ящики располагаются на поддоне многоярусным способом, что позволяет достичь большей вместимости при небольшой занимаемой площади.

  1.   Подача и хранение в СГП

Автопогрузчики забирают пакеты – поддоны с продукцией и отвозят их на склад готовой продукции, где их составляют в штабеля.

Пивные бутылки изготавливают из прочного стекла коричневого цвета не пропускающего вредных для пива вредных цветов солнечного света.Солнечный свет индексирует в пиве химические реакции , в результате которых образуются вещества с неприятным запахом.

2.4 Описание технологической схемы производства темного пива

2.4.1 Приемка по количеству и качеству

На разрабатываемом заводе солодовенное производство отсутствует. Солод доставляется автодорожным транспортом.

Поступивший на завод солод светлый и карамельный взвешиваются и подвергаются технологическому контролю. Визуальное и ручное обследование; механические методы анализа; технологический контроль.

2.4.2 Хранение

Солод распределяется на хранение по силосам с целью создания  запаса и бесперебойной работы завода.

2.4.3 Подработка

Сухой солод после хранения содержит некоторое количество пыли, отростки отростков, металлические частицы и другие примеси. Их наличие может ухудшить качество пива или привести к поломке оборудования.

Поэтому отлежавшийся солод подрабатывают. Солод отчищают от налипших частичек грязи, от отслоившихся частичек оболочек. Этот процесс называется полировкой.

2.4.4 Взвешивание

Количество засыпи, применяемое для каждой варки, необходимо точно регулировать.

Это важно для внутрипроизводственного контроля. Контроль количества засыпи зернопродуктов осуществляется с помощью автоматических весов.

2.4.5 Дробление

Целью дробления является облегчение и ускорение физических и биохимических процессов растворения содержимого солодовые зерна при затирании, с тем, чтоб обеспечить максимально возможный  перевод экстрактивных веществ в водный раствор.

Для облегчения солода применяем  шестивальцовую дорожку, работающую с одинаковой частотой вращения вальцов, перед которой устанавливают оборудование для кондиционирования солода.

2.4.6 Затирание и подкисление

Затирание – важнейший процесс при производстве сусла. Цель затирания– расщепить крахмал в сахар и растворимые  декстрины без остатка. При этом образуются и другие экстрактные вещества.

Приготовление затора осуществляют двухотварочным способом. Затирания начинают со смешивания дробленных зернопродуктов (солод светлый, солод карамельный) с водой при температуре 40-42 оС которое осуществляется в предзаторном аппарате при включенной мешалке. Полученную отварку перекачивают в заторно-отварочный чан, подогревают до   52 оС и выдерживают при этой температуре 10 – 15 минут. Длительность паузы зависит от уровня растворенности солода. Затем повышают температуру до 63 оС и выдерживают при  этой температуре  10 минут. Долее отварку нагревают до 72 оС и выдерживают при этой температуре 10 минут. Затем повышают температуру до 100 оС и кипятят 20 минут.

Основную часть готовят во втором заторно–отварочном аппарате, где затирают оставшиеся 2/3 солода. Отношение засыпи к количеству воды 1:4. Выдерживают паузу   52 оС  в течении 10 минут. По окончании паузы перекачивают отварку к основной части при этом температура затора становится 63 оС. Выдерживают паузу 30 минут. Отбирают от основной части затора вторую отварку и повышают её температуру до 100 оС, кипятят в течение 15 минут. Выдерживают основную часть  на паузе 63 оС в течение 30 минут. Затем повышают температуру до 72 оС путем перекачивания основной отварки, выдерживают при этой температуре затор 30 минут.

Отбирают пробу на осахарирование. Далее повышают температуру до 76 оС и перекачивают на фильтрацию.

Если солод хорошо растворен, то достигается высокий выход экстракта и в итоге получается вкусное, полное и пенистое пиво.

Для корректировки рН затора до значения 5,4-5,6 применяют молочную кислоту.

2.4.7 Фильтрация затора

В современных фильтрационных системах используют шрот повышенного качества (кондиционирование) и в большинстве случаев увеличивается нагрузка. В зависимости от реального сопротивления слоя дробины рабочие органы рыхлителя постепенно опускаются над уровнем промежуточного дна. При хорошем качестве солода процесс фильтрации первого сусла удается завершить примерно за 30-40 минут.

Высокий слой дробины позволяет поддерживать высокую отварку экстракта.

Вся процедура фильтрации занимает от 90 до 100 минут. Результаты фильтрации зависят от качества солода и эффективности работы рыхлительного устройства.

Под качеством фильтрации следует понимать ряд показателей состав первого сусла, прозрачность фильтра, содержание кислород, продолжительность. При низком качестве фильтрации, как правило, снижается качество готового сусла.

2.4.8 Кипячения сусла с хмелем

Данный тип пива имеет более высокую плотность. Кипячение проводим в течении 90 минут, для того чтобы произошли следующие процессы:

– получение и изомерация компонентов хмеля, что придает суслу своеобразную горечь и аромат;

– коагуляция конгломератов  белковых и дубильных веществ;

– выпаривание воды до концентрации сусла заданной плотности;

– стерилизация сусла;

– повышение кислотности сусла;

– преобразована редуцирующих веществ;

– изменение содержание в сусле ДМС и других летучих веществ;

– разрушение всех ферментов;

– повышение цветности сусла.

Хмель вносим в два приема:

Первая порция – в начале кипячения (горькие сорта хмеля);

Вторая порция – за 5 минут до конца кипячения (ароматные сорта хмеля).

2.4.9 Осветление сусла

В вирпул горячее сусло закачивается тангенциально. Этим достигается в емкости закручивание потока, который действует так, что взвеси в форме конуса осаждаются в емкости. Отбор осветленного сусла происходит сбоку.  В аппарате горячее сусло находится 30 минут. Более продолжительное пребывание его в гидроциклоне нежелательно, так как может увеличиваться цветность сусла и может произойти размытие осадка за более короткий промежуток времени, сусло может не успеть осветлиться в полной мере.

2.4.10 Охлаждение сусла

Сусло охлаждается на пластинчатом теплообменнике до температуры 9-12 оС. В процессе охлаждения производиться аэрирование сусла стерильным воздухом.

Пластинчатый теплообменник состоит из двух секций:

–  первая секция – сусло охлаждается водой до температуры 25 оС;

– вторая секция – сусло охлаждается хладагентом до температуры начала брожения.

Охлажденное аэрированное сусло подается на брожение.

2.4.11 Главное брожение

Брожение проводим в цилиндра -конических танках (ЦКТ). В процессе главного брожения выделяют следующие стадии:

– забел, появление пены;

– период низких завитков, образуется густая компактная массивная пена;

– стадия высоких завитков;

– стадия опадения завитков.

Получение пива в ЦКТ протекает следующим образом: осветление и охлаждение до 9-12 оС сусло подается в ЦКТ через нижний патрубок в конической части танка, так как заполнение сверху приводило бы к лишнему попаданию кислорода. ЦКТ заполняется для брожения не полностью, так как здесь при брожении из-за подъема СО2 образуются завитки занимающие значительный объем. В крайнем случае, завитки поднимаются через  подрывные клапаны и могут закупорить предохранительную арматуру. Поэтому заполнение осуществляется на 80-85 %. Задача дрожжей осуществляется в потоке.

Дозирование дрожжей осуществляется в варке из расчета 0,5 л/гл. При заполнении ЦКТ поддерживается давление 0,3 бар. в процессе брожения обязательно должна поддерживаться температура 11-12 С. Длительность главного брожения составляет 6-8 суток.

2.4.12 Дображивание

Дображивание и созревание пива проводиться с целью естественного его насыщения диоксидом углерода в результате сбраживания оставшихся сахаров, образования специфических ароматических веществ, осаждение дрожжей, взвесей, белковых и полифенольных соединений. Продолжительность процесса дображивания 14-18 суток.

После того, как произошло дображивание, осветление, созревание пива, его отправляют на фильтрацию.

2.4.13 Фильтрация пива

Пиво фильтруют через намывной слой фильтрующего порошка через осветляющие и обеспложивающие асбестоцеллюлозные пластины. Особенностью намывных фильтров является создание на поверхности пластины картона слоя из вспомогательного вещества (кизельгур), намываемого на эти пластины. Кизельгур переставляет собой легкую горную породу светло-серого, желтоватого или белого цвета. Порошок имеет большую пористость, химически устойчив вследствие высокого содержания в нем кремния.

Фильтрацию пива ведут до тех пор, пока давление на фильтр не достигнет определенного значения или резко не упадет часть фильтрования.             После этого отключают подачу пива, и остатки вытесняют водой. Фильтр раскрывают, для чего включают ход зажимного механизма, отводящий нажимную плиту, и тщательно промывают плиту холодной водой. Цикл фильтрации пива продолжается, по окончании работы фильтр, дозатор и трубопроводы обмывают холодной, а затем горячей водой.

2.4.14 Ханение в форфасах

Во время фильтрации было нарушено равновесие жидкость-газ растворенного СО2 выделяется в виде газа. Чтобы  восстановить  уровень перенасыщения СО2, осветленное пиво направляют на форфасы (избыточное давление 0.7 бар и температура 0-1 оС).

2.4.15 Розлив пива

Розлив пива должен производиться так, чтобы все ценные качества пива сохранялись как можно дольше и в полной мере. Пиво должно являться напитком, отличающимся высоким содержанием СО2 , который должен сохраняться вплоть до потребления. Поэтому давление при розливе должно быть выше для сохранения равновесия СО2  в пиве (давление насыщения) и зависит от содержания СО2  и температуры. Чтоб исключить проливания пива при розливе, осуществляем процесс розлива на разливочных автоматах с избыточным давлением. Розлив осуществляется в стеклянные бутылки емкостью 0,5 л.

2.4.16 Укупорка

Бутылки укупоривают кронен-пробкой, в которой имеется  вставка из натуральной и прессованной пробки, а так же специальной полимерной пасты. Перед укупоркой кронен-пробку пропаривают или дезинфицируют в 2% - ном растворе формальдегида.  Затем тщательно промывают водой. В ходе процесса дезинфицирования кронен-пробка должна быть прочно соединена с горлышком бутылки таким образом чтобы получилось абсолютно газо-проницаемое соединение.

2.4.17 Этикетировка

В настоящее время огромное значение придается оформление этикетки, её форме, цвету и качеству печати.

Этикетки поставляются и хранятся в магазинных стопках. На этикетке должна быть указана следующая информация: сорт, дата розлива, наименование предприятия, выпустившего продукт, срок хранении и номер ГОСТа. Для наклейки этикетки используют  декстриновый клей, обладающий хорошей клеящей способностью и быстрой отмокаемостью в теплой воде.

2.4.18 Бракераж

Бракераж осуществляется на бракеражном автомате, где процесс переворачивания бутылок с пивом горлышком вниз за световым экраном для просмотра их бракеровщиком. При обнаружении в бутылке посторонних включений, бракеровщики снимают бутылку с линии.

2.4.19 Укладка в ящики

После этикетирования бутылки одного сорта идут на упаковку в ящики. Ящики могут быть различной формы, размеров, ящики производятся с перегородками, чтобы не допустить столкновений и трения бутылок одна о другую. Укладка в ящики осуществляется вручную.

2.4.20 Формирование поддонов

На отрезке между производством и торговой сетью упаковочные единицы, то есть ящики, размещают на поддонах. Поддон представляет собой площадку для штабелирования.  Все поддоны имеют стандартные размеры и изготавливаются из связанных досок, скрепленных прочными деревянными брусчатыми прокладками.

Ящики располагаются на поддоне многоярусным способом, что позволяет достичь большей вместимости при небольшой занимаемой площади.

2.4.21 Подача и хранение на СГП

Автопогрузчики забирают пакеты-поддоны с продукцией и отправляют их на склад готовой продукции, где их составляют в штабеля.

Пивные бутылки изготавливают из прочного стекла коричневого, не пропускающего вредных для пива некоторых цветов и солнечного света. Солнечный свет индексирует в пиве вредные химические реакции, в результате которых образуется пена с неприятным запахом.

 

3 Продуктовые расчеты и материальные балансы

Исходные данные для продуктового расчета приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 – Характеристика сырья, используемого для производства пива

Наименование зернопродуктов

Влажность, %

Экстрактивность, %

на сухое вещество

Солод светлый

6,0

80

Солод карамельный

5,0

75

Рис

10,5

83

Рецептура выпускаемых сортов приведена в таблице 3.2

Таблица 3.2 – Рецептура выпускаемых сортов

Наимено-вание пива

Солод, кг/100кг

Рис

Хмель, кг/гл

Начальная концентра-ция сусла, %

Относительная плотность сусла при

Светлый

Карамель-ный

Светлое

80

-

20

0,28

12,5

1,0485

Темное

85

15

-

0,42

12,5

1,0485

3.1 Продуктовый расчет и материальный баланс светлого пива

Определение выхода экстракта в варочном цехе из 100 кг зернового сырья. Светлое пиво готовим из 80 % светлого солода и 20 % риса, т.е. 100 кг расходуемого сырья состоит из массы солода  и массы риса   Потери солода при полировке

Определение массы полированного солода, кг:

;      (3.1)

где потери солода при полировке, кг;

масса светлого солода, кг;

 

При влажности светлого солода  и риса масса св, кг

     (3.2)

где масса полированного солода, кг

 влажность, %

– в солоде:

 

– в рисе:

 

Экстрактивность солода  и риса 83% на св

Определение массы экстрактивных веществ, кг

     (3.3)

где масса св, кг

Э – экстрактивность % на св.

В солоде:

 

В рисе:

 

Определение массы экстрактивных веществ, кг:

Определение общей массы сухих веществ, кг:

Потери экстракта в дробине 1,75% к массе зернопродуктов или массе сухих веществ, остающихся в дробине, кг:

      (3.4)

где  – масса зернопродуктов, кг

 потери экстракта в дробине

 

В сусло перейдет следующее количество экстрактивных веществ, кг:

       (3.5)

 

Масса сухих веществ, остающихся в дробине, кг:

       (3.6)

 

 3.1.1 Определение количества промежуточных продуктов

Расчеты для горячего сусла.

Согласно расчету в сусло переходит следующая масса экстрактивных веществ, кг

– светлое пиво 72,97

Определение массы сусла, кг:

       (3.7)

где масса горячего сусла, кг;

       – массовая доля сухих веществ в начальном сусле, %.

Объем сусла при , гл

        (3.8)

где  – относительная плотность сусла при ;

100 – коэффициент перевода из л в гл

 

 

Коэффициент объемного расширения при нагревании сусла до =1,04. С учетом этого коэффициента объем горячего сусла для светлого пива составит:

Объем холодного сусла составит, гл:

     (3.9)

где потери пива в хмелевой дробине на стадии осветления охлаждения, % (=5,8%)

Объем молодого пива составит, гл:

     (3.10)

потери в бродильном цехе, % (=2,5%)

Объем фильтрованного пива составит, гл:

     (3.11)

где  – потери в цехе дображивания и фильтрования, % (=2,3%)

Расчет готового пива, гл:

     (3.12)

где  – потери при розливе, % (=2,5%)

Общие видимые потери по жидкой фазе составят, гл:

      (3.13)

где  и объем горячего сусла и готового пива, гл

Общие видимые потери составят, %:

      (3.14)

Определение расхода хмеля и молочной кислоты.

Расход хмеля рассчитывают исходя из норм горьких веществ на 1 гл горячего сусла, который составляет 6,8 г/гл.

Расход молотого гранулированного хмеля  в г/гл, определяем по формуле:

    (3.15)

Принимаем, что будем использовать два сорта гранулированного хмеля (горький и ароматный) с содержанием массовой доли -кислот:

– горький – 10%;

– ароматный – 30%

С массовой долей влаги в хмеле W=5%, а также -экстракт с содержанием массовой доли -кислот 30 %.

Потери по жидкой фазе = 12,52 %

Расход гранулированного ароматного хмеля составит:

Общий расход гранулированного хмеля на 1 гл производимого пива:

кг

Расход -экстракта в г/гл для производства светлого пива:

При массовой доли влаги в хмеле W=0%, массовой доли -кислот 30%:

Суммарный расход гранулированного хмеля и - экстракта на пиво:

Расход гранулированного хмеля на 100 кг зернопродуктов определяем по формуле:

Расход гранулированного хмеля:

а) горького сорта:

б) ароматного сорта:

 

Общий расход гранулированного хмеля на 100 кг зернопродуктов составит: 376,96+921,51=1298,47

Расход - экстракта на 100 кг зернопродуктов составит:

Суммарный расход гранулированного хмеля и - экстракта на 100 кг зернопродуктов:

1298,47+127,05=1425,52кг

Определение расхода молочной кислоты.

Для подкисления затора используем 80% молочную кислоту в количестве 0,08 кг на 100 кг зернопродуктов.

Требуемое количество молочной кислоты:

3.1.2 Определение количества отходов

Пивная дробина представляет собой остаток дробленных зернопродуктов, образующихся после фильтрации затора и промывке содовой дробины горячей водой.

Количество пивной дробины влажностью W=85% определяется по формуле:

Количество белкового отстоя влажностью W=80%, образовавшегося из 100 кг засыпи зернопродуктов при осветлении пивного сусла составляет 1,75 кг (величина нормативная).

При брожении сусла по периодическому способу выход избыточных дрожжей влажностью W=88% на 1 гл сбраживаемого сусла составляет 0,8 л.

Количество избыточных дрожжей на 100 кг зернопродуктов, рассчитывается по формуле:

     (3.16)

где  – объем холодного сусла, гл

 

При дображивании пива выход отстоя влажностью W=90% на 1 гл дображиваемого пива составляет 0,5 л

Количество отстоя на 100 кг засыпи зернопродуктов, л, рассчитываем по формуле:

      (3.17)

где П – объем отстоя на 1 гл дображиваемого пива

На 1 гл отгружаемого пива при главном брожении выделяется 60 г , который утилизируется с углекислотой.

Годовое количество , образующегося при сбраживании пивного сусла, кг, рассчитывается по формуле:

     (3.18)

где  – объем готового пива за год, гл

 

Из цеха розлива исправимый брак пива составляет 2% по всем сортам пива.

Годовой объем исправимого брака, гл

3.1.3 Результаты продуктового расчета для светлого пива

Таблица 3.3 – Материальный баланс переработки 100 кг зернопродуктов на холодное сусло для получения светлого пива

Поступление

Единицы измерения

Выход

Единицы измерения

гл

кг

гл

кг

Сырье:

Продукты:

Зернопродукты

Холодное сусло

5,457

Светлый солод

80

Экстракт

74,72

Продолжение таблицы 3.3

Поступление

Единицы измерения

Выход

Единицы измерения

гл

кг

гл

кг

Отходы:

Рис

20

Масса сухих веществ, оставшихся в дробине

19,75

Потери:

В том числе сусло, полученное из зернопродуктов

5,793

– солода при полировке

0,4

– экстракт в пивной дробине

5,13

– сусла с пивной дробиной

0,336

Итого

5,793

100

5,793

100

Таблица 3.4 – Материальный баланс переработки холодного сусла на отгружаемое светлое пиво

Поступление

Единицы измерения

Выход

Единицы измерения

гл

кг

гл

кг

Холодное сусло

5,457

Продукты:

Отгруженное пиво

5,068

Потери:

– при брожении и дображивании

0,137

– при фильтрации

0,122

– при розливе

0,13

Итого

5,457

5,457

3.2 Продуктовый расчет и материальный баланс темного пива

Темное пиво приготавливаем из 85 % светлого солода и 15 % карамельного, следовательно, в 100 кг исходных продуктов содержится светлого солода Qс = 85 кг и карамельного солода Qк = 15 кг.

Потери солода при полировке солода Пп = 0,5 % к массе сырья.

Масса полированного светлого солода составит, кг

Масса полированного карамельного солода составит, кг

При влажности светлого солода Wc = 6,0 %, карамельного солода
Wc = 5,0 %  масса сухих веществ в светлом и карамельном солоде составит:

Экстрактивность светлого солода Эс = 80 %, карамельного солода – 75 %  на сухие вещества.

Масса экстрактивных веществ в светлом и карамельном солодах, кг:

Общая масса сухих веществ в 100 кг зернопродукта:

      (3.19)

где    – масса СВ в светлом солоде, кг

 – масса СВ в карамельном солоде, кг

= 79,5+14,18 = 93,68 кг

Общая масса экстрактивных веществ в 100 кг зернопродукта:

= 63,6+10,64 = 74,24 кг

Потери экстракта в дробине Пэ = 1,75 % к массе зернопродуктов или к массе сухих веществ, остающихся в бродине составит:

В сусло перейдет следующее количество экстрактивных веществ, кг

      (3.20)

где    – общая масса экстрактивных веществ, кг

 – потери экстракта в дробине, кг

= 74,24 – 1,75 = 72,49 кг

Расчет массы сухих веществ, оставшихся в дробине, кг

       (3.21)

где   – общая масса сухих веществ, кг

– количество экстрактивных веществ, перешедших в сусло, кг

3.2.1 Определение количества промежуточных продуктов

Согласно расчету в сусло перейдет следующая масса экстрактивных веществ, кг:

– темное пиво – 72,49 кг

Масса сусла составит, кг:

       (3.22)

где   – масса сусла, кг;

– экстрактивные вещества, перешедшие в сусло, кг;

е – массовая доля сухих веществ в начальном сусле, %

Объем сусла при 20оС составяет:

       (3.23)

где  d  – относительная плотность сусла при 20оС

кг

гл

Коэффициент объемного расширения при нагревании сусла до 100оС = 1,04.

С учетом коэффициента объем горячего сусла составит:

Vг.с.=гл

Объем холодного сусла, гл, составит:

      (3.24)

где  – потери сусла в хмелевой дробине на стадии осветления и охлаждения, %

гл

Расчет объема молодого пива, гл:

      (3.25)

где  – потери в бродильном цехе, %

гл

Расчет объема фильтрованного пива, гл:

     (3.26)

где  – потери в цехе дображивания и фильтрации, %

гл

Расчет объема готового пива, гл:

     (3.27)

где  – потери при розливе пива, %

гл

Общие видимые потери, гл:

      (3.28)

где  и  – объем горячего сусла и готового пива, гл

Общие видимые потери, %:

гл

Определение расхода хмеля и молочной кислоты

Расход хмеля рассчитывают исходя из норм горьких веществ на 1 гл горячего сусла, которые составляют 10,2 г/гл.

Расход молотого гранулированного хмеля Нхм в г/гл определяют по формуле:

    (3.29)

где П – потери по жидкой фазе, %

Принимаем, что будем использовать 2 сорта хмеля (горький и ароматный) с содержанием доли -кислот:

– горький – 10%

– ароматный – 3,5%

и массовой доли влаги в хмеле 5%, а также СО2-экстракт с содержанием массовой доли -кислот 30%.

кг

Расход гранулированного ароматического хмеля:

кг

Общий расход гранулированного хмеля на 1 гл производимого темного пива:

272,74 + 111,58 = 384,32кг

Расход СО2-экстракта в г/гл для производства темного пива.

При массовой влаге в хмеле W = 0%, массовой доли -кислот 30%, потери по жидкой фазе 12,52%:

гл

Суммарный расход гранулированного хмеля и СО2-экстракта на 1 гл

384,32 + 37,62 = 421,94 кг

Расход гранулированного хмеля на 100 кг зернопродуктов определяем по формуле:

Расход гранулированного хмеля:

– горький  111,58 · 5,03 = 561,25 кг

– ароматный 272,74 · 5,03 = 1371,88 кг

Общий расход гранулированного хмеля на 100 кг зернопродуктов:

561,25 + 1371,88 = 1933,13 кг

Расход СО2-экстракта на 100 кг зернопродуктов составит:

37,62 · 5,03 = 189,23 кг

Суммарный расход гранулированного хмеля и СО2-экстракта на 100 кг зернопродуктов

1933, 13 + 189,23 = 2122,36 кг

Требуемое количество молочной кислоты

Для подкисления используем 80% молочную кислоту в количестве 0,08 кг на 100 кг зернопродуктов:

кг

3.1.2 Определение количества отходов

Влажность дробины 85%. Ее масса составит, кг:

кг

Количество белкового отстоя влажностью 80%, образовавшегося из 100 кг засыпи зернопродуктов при осветлении пивного сусла составляет – 1,75 кг

При брожении сусла по периодическому способу выход избыточных дрожжей влажностью 88% на 1 гл сбраживаемого сусла составляет 0,8 л.

Количество избыточных дрожжей на 100 кг зернопродукта, л, рассчитываем по формуле:

л

При дображивании пива выход отстоя влажностью 90% на 1 гл браживаемого пива составляет 0,7 л

Количество отстоя на 100 кг засыпи зернопродуктов V, л:

       (3.30)

где П – объем отстоя на 1 гл дображиваемого пива

л

3.2.3 Результаты продуктового расчета для темного пива

Таблица 3.5 – Материальный баланс переработки 100 кг зернопродуктов на холодное сусло для получения темного пива

Поступление

Единицы измерения

Выход

Единицы измерения

гл

кг

гл

кг

Сырье:

Продукты:

– зернопродукты

Холодное сусло

5,42

– светлый солод

85

Экстракт

74,24

Продолжение таблицы 3.5

Поступление

Единицы измерения

Выход

Единицы измерения

гл

кг

гл

– карамельный солод

15

Отходы:

в том числе сусло, полученное из зернопродуктов

5,75

Масса сухих веществ,

оставшихся в дробине

21,19

Потери:

– солода при полировке

0,425

– экстракта в пивной дробине

4,145

– сусла с пивной дробиной

0,33

Итого

5,75

100

5,75

100

Таблица 3.6 – Материальный баланс переработки холодного сусла на отгружаемое темное пиво

Поступление

Единицы измерения

Выход

Единицы измерения

гл

кг

гл

кг

Холодное сусло

5,42

Продукты:

Отгруженное пиво

Потери:

5,03

– при брожении и дображивании

0,14

– при фильтрации

0,12

– при розливе

0,13

Итого

5,42

5,42


Таблица 3.7 – Сводная таблица расчетов расхода сырья, получения промежуточных продуктов и отходов при производстве пива

Продукты

Светлое пиво

Темное пиво

На годовую выработку на 800000 гл

На 100 кг зернового сырья

На 1 гл пива

480000 гл

На 100 кг зернового сырья

На 1 гл пива

320000 гл

ЗЕРНОВОЕ  СЫРЬЁ

Светлый солод

80

16

7680000

85

16,9

5408000

13088000

Карамельный солод

15

3

960000

960000

Рис

20

3,95

1896000

1896000

Всего

100

19,95

9576000

100

19,9

6368000

15944000

ДРУГИЕ  ВИДЫ  СЫРЬЯ, КГ

Хмель

1,4255

0,28

134400

2,1224

0,42

134400

268800

Молочная кислота

0,064

0,013

6240

0,064

0,013

4160

10400

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ  ПРОДУКТЫ, ГЛ

Горячее сусло

5,793

1,143

548640

5,75

1,143

365760

914400

Холодное сусло

5,457

1,077

516960

5,42

1,077

344640

861600

Молодое пиво

5,32

1,05

504000

5,28

1,05

336000

840000

Дрожжи семянные, л

0,008

3840

0,015

4800

8640

Фильтрованное пиво

5,198

1,026

492480

5,16

1,026

328320

820800

Готовое пиво

5,068

1,0

480000

5,03

1,0

320000

800000

ОТХОДЫ, КГ

Пивная дробина

131,67

25,98

12470400

141,27

28,09

8988800

21459200

Диоксид углерода

0,15

72000

0,15

48000

120000

Белковый отстой

1,75

0,345

165600

1,75

0,348

111360

276960

Отходы полировки

0,4

0,79

37884,0

0,4

0,08

25447,5

63331,36

ОТХОДЫ, Л

Избыточные дрожжи

4,366

0,861

413280

4,37

0,869

278080

691360

Отстой после дображивания

2,729

0,538

258240

3,79

0,753

240960

499200

Исправимый брак

0,02

9600

0,02

6400

16000

Кизельгур. осадок

0,6

0,118

56640

0,6

0,119

38171

94811

4 Выбор и количественный расчет технологического оборудования

Производственная мощность варочного отделения должно строго соответствовать производительной мощности других отделений завода. Емкость аппаратуры варочного отделения должна соответствовать емкости бродильно - лагерных танков. Емкость бродильных танков должна быть кратной количеству сусла, получаемого из одного затора, то есть вмещать количество сусла из 1,2,3 или 4 заторов. Емкость танка зависит от количества пива варимого в сутки. Изложенные соображения являются основанием для определения емкости оборудований для определения емкости оборудований варочного отделения.

Принимаем, что завод работает 320 дней в году. При этом условии в сутки должно разливаться:

Vр.п.= 500000/320=1562 гл.

Для ежесуточного розлива 2-х сортов пива требуется установка танков  двух типов, суммарная емкость которых соответствует суточному розливу.

В сутки варим 7 варок, тогда количество засыпи должно быть рассчитано на:

1562/7=223,15 гл.

Для получения 223,15 гл пива требуется получить:

223,15 ·1,143=225,06 гл горячего сусла для светлого пива

223,15 ·1,143=225,06 гл горячего сусла для темного пива

Количество варок:

– светлое 400000/223,15 =1793

– темное 100000/223,15 =448

Всего: 2241

Количество засыпи на 1 варку:

– светлое пиво

– светлый солод: 6400/1793=3,57т

– рис                   : 1580/1793=0,88т

Общее количество засыпи на 1 варку светлого пива  составляет 4,45т

– темное пиво

– светлый солод : 1690/448=3,77т

– карамельный солод: 300/448=0,67т

Общее количество засыпи на 1 варку темного пива  составляет 4,44т

4.1 Оборудование для приемки и хранения зернопродуктов

Солодохранилище должно обеспечивать запас сырья на 3 месяца работы. В количественном выражении это cоставит:

Qc= п·к,         (4.1)

где п - количество месяцев;

     к- доля максимального месячного выпуска пива от годового(к=0,1)

– светлый солод : 8090·0,1·3=2427т                     

– карамельный солод: 300·0,1·3=90т

– рис : 1580·0,1·3=474т

Все зернопродукты будут храниться в силосах элеваторного типа СКМ-6. Для хранения наших зернопродуктов наиболее подходит силос СКМ-6-18, с вместимостью одного силоса 420т.

Выбираем силоса СКМ- 6- 18, рассчитываем их количество:

– светлый солод:2427/420=5,8→ 6 шт.

– карамельный солод: 90/420=0,2→1 шт.

– рис: 474/420=1 шт.   

Для хранения 3-х месячного запаса светлого солода устанавливаем 6 силосов, для хранения карамельного солода и риса устанавливаем еще по 1 силосу. Таким образом общее количество силосов СКМ- 6- 18 8 штук.

4.2 Оборудование варочного цеха

Годовой расход зернопродуктов по результатам расчетов расхода сырья составляет:

Qзер=8090+300+1580=9970т

При этом суточный расход в наиболее напряженный период работы(2 и 3 кварталы года) составляет:

Qc=Qзер·;        (4.2)

где п- число дней работы в месяц;

     к- доля максимального месячного выпуска пива от годового(к=0,1)

В сезон загрузка за квартал составляет 30% от годовой, за месяц 10%.

Qc=9970·=37,6

Выбираем шестиаппаратный варочный агрегат с единовременной засыпью 5,5 тонн, так как это удовлетворяет нашему расчетному количеству засыпи(Qзас=3,57+0,88=4,45тонн), тогда число оборотов варочного агрегата в сутки составляет:

п=;         (4.3)

где Qc- суточный расход зернопродуктов, т;

     Qзас- количество засыпи, т.

п= оборотов, т.е. в сутки мы варим 7 варок.

Приемный бункер рассчитан на 20 тонн. Транспортирующие устройства и вспомогательное оборудование должны обеспечивать скорость разгрузки бункера солода 20т/ч. Для этого используется закрытый скребковый транспортер, нория I - 20/40, магнитный очиститель солода барабанного типа, весы.

Для разгрузки силосов применяются шнековые транспортеры производительностью 20 т/ч. Такой скорости подачи солода достаточно для обеспечения производства солодом.

4.3 Дробильно-полировочное оборудование

Суточный расход по каждому из перерабатываемых видов сырья:

Qc=;        (4.4)

где - годовой расход определенного вида сырья;

      n- количество рабочих дней в месяце;

      к- доля максимального месячного выпуска пива от годового.

– светлый солод: 8090·= 30,53т.

– карамельный солод: 300= 1,13т.

– рис:1580=5,96т.

Необходимый объем суточных силосов с коэффициентом заполнения 0,9 составит:

– светлый солод: 40м3- 1 шт.

– карамельный солод: 5м3- 1 шт.

– рис: 5м3- 1 шт.

Принимаем к установке суточный силос общим объемом 50м3.

С целью подработки и дробления светлого карамельного солодов используем солодовенную линию. Для подработки и дробления риса- линию для переработки несоложенных зернопродуктов.

Максимальная производительность солодовой линии должна обеспечивать  дробление светлого и карамельного солода за 1,5-2 часа, рассчитанная на единовременную засыпь. Принимаем производительность линии 5,5 т/ч. В состав солодовенной линии входят: скребковый транспортер, нория I- 20-40, полировочная машина РЗ- ВПС, весы автоматические Д- 50 магнит, солододробилка «AG Malt», бункер помола с разгрузочным шнеком производительностью 12т/ч.

Количество дробилок: п=

Т.к. производительность дробилки «AG Malt» составляет 6 т/ч, то количество равно 5,34/6=0,89→1 шт.

Линия для переработки несоложенных зернопродуктов должна обеспечивать дробление риса на 2 часа. По данным продуктового расчета на 1 варку используется 290 кг несоложенных зернопродуктов. Принимаем производительность линии 1 т/ч. В ее состав входят: скребковый транспортер нория I - 5/20, магнит, вальцовый станок, бункер помола с разгрузочным шнеком производительностью 5 т/ч.

4.4 Варочное отделение

В варочное отделение устанавливаем один шестиаппаратный варочный порядок «ziemann» с единовременной засыпью 5,5т

Шестиаппаратный варочный порядок состоит из следующего оборудования: заторный аппарат- 2 шт., фильтрационный чан- 1 шт., сусловарочный котел- 1 шт., суслосборник- 1 шт., гидроциклон- 1 шт. Также в порядок входят: предзаторники солода и несоложенных зернопродуктов, охладитель сусла пластинчатого типа, состоящий из 2 секций.

Осахаренный затор из заторного чана перекачивается одноступенчатым центробежным насосом в фильтр- чан за 20 минут 1 тонна солода занимает объем с учетом насыпной плотности 1,9 м3. После дробления занимаемый объем равен 3м3. Так как на 1 варку идет 5.5 тонн зернопродуктов, то общий объем будет составлять:

Соотношение зернопродуктов и воды при варке равно 1:35

Тогда количество воды равно:

Vводы=5,5·3,5=19,25м3.

Следовательно максимальный объем затора равен:

Производительность насоса:

N=Vзат·        (4.5)

где t- время перекачивания затора, мин.

N=35

Принимаем к установке насос типа 90 ФГ 150/6. Из сусловарочного котла в вирпул сусло перекачивается за 20 минут.

Производительность затора:

N=Vзат·;

где t- время перекачивания затора, мин.

N=35

Принимаем к установке насос типа 90 ФГ 150/6.

Для перекачки сусла из вирпула через охладитель в емкости для брожения используем центробежные насосы производительностью 40 и 60% от общей.

Охлаждение сусла проводим в течении 30 минут, тогда производительность насоса равна:

 N=Vзат·;

где t- время перекачивания затора, мин.

N=35

Первый насос устанавливаем до охладителя сусла. Его производительность 20 м3

Второй насос устанавливаем после охладителя сусла. Его производительность равна50 м3/ч.

Принимаем к установке двухсекционный(вода- хладагент) теплообменник пластинчатого типа.

4.5 Оборудование цеха брожения-дображивания

Объем холодного сусла, получаемый из 100 кг зернопродуктов:

– светлый пиво: 5,457гл.

– темное пиво: 5,42гл

Объем холодного сусла с 1 варки:

Vв=Vх.с·Q·10;        (4.6)

где Vх.с- объем холодного сусла из 100 кг, гл;

Q- количество засыпи,т;

10- коэффициент перевода в тонны.

– светлое пиво: Vв=5,457·5,5·10=300,135гл.

– темное пиво: : Vв=5,42·5,5·10=298,1гл.

Принимаем к установке бродильные аппарату РЗ- ВЦН -95ГЧ с рабочим объемом 80 м3.

Количество охлажденных варок необходимых для заполнения емкости:

п= ;         (4.7)

где Vр.об.- рабочий объем аппарата, м3;

     Vх.с.- объем холодного сусла с 1 варки, м3.

Светлое пиво: п=

Темное пиво: п=

Продолжительность цикла брожения- дображивания составляет: (Пч)

– для светлого пива 18 суток

– для темного пива 25 суток

А длительность процесса, Пп, сут

– светлое пиво 18 суток, из которых 7- брожение;

– темное пиво 25 суток, из которых 11- брожение.

Тогда оборачиваемость ЦКТ в год, Qг, составит:

Qг=;         (4.8)

где Пг- количество рабочих дней в году цеха брожения- дображивания;

     Пц- продолжительность цикла брожения- дображивания, сут.

Qг= - для светлого пива

Qг=- для темного пива.

Необходимое количество ЦКТ составит:

QЦКТ=;        (4.9)

где - объем холодного сусла в год;

     Vр- рабочий объем аппарата;

Qг- оборачиваемость ЦКТ.

Для светолого пива:

QЦКТ=

Для темного пива:

QЦКТ=

Расчетное количество ЦКТ для темного и светлого пива равно 39 штукам, принимаем еще 3 резервных. Тогда общее количество ЦКТ составит 42 штук.

Производительность пивного насоса:

N=;         (4.10)

где Vр- рабочий объем аппарата;

      tпер- время перекачивания сброженного сусла, час.

N=.

Принимаем к установке насосы производительностью 40м3/ч к- 40, плюс насос для съема дрожжей.

4.6 Дрожжевое отделение

Для получения ЧКД используется установка рассчитанная на завод производительностью 500000гл в год, в которую входят:

– стерилизатор на 0,41м3;

– пропагатор на 5,4м3;

– 2 дрожжевых танка на 25м3.

Запас дрожжей должен быть 1,5 суточным, так как производительность завода  500000 гл в год.

Производительность насосов перекачивающих доброженное пиво в цехе фильтрации определяется из условия работы в сезон не более 2- х смен и число дней работы в месяц 26.

Количество подаваемого пива:

Р= ;        (4.11)

где V- объем перекачиваемого пива;

      к- количество смен;

      n- число дней работы в месяц;

h- количество часов работы в смене.

Р=  

Принимаем к установке одноцилиндровые плунжерные насос двойного действия типа К- 20 плюс один резервный.

4.7 Оборудование цеха фильтрации

Для светлого пива

Объем молодого пива в час:

Vм=;         (4.12)

где - объем молодого пива за год, гл;

  1.  количество дней работы в году.

Vм= 6,5625м3.

Для темного пива

Объем молодого пива в час:

Vм= 1,65 м3

Итого для светлого и темного пива принимаем 1 линию фильтрации производительностью 12 м3/ч.

В состав линии входят:

– буферная емкость нефильтрованного пива, БТ(V=50 м3);

– охладитель;

– намывной диатомный фильтр РЗ- ВДФ- 25;

– буферная емкость, БТ(V=20м3)

– трехсекционный пластинчатый пастеризатор «фруктонад»;

– карбонизатор;

– 2 промежуточных пивных насоса;

– 3 насоса для подачи пива на розлив;

– 2 шпунт- аппарата для буферных емкостей.

4.8 Форфасное отделение

Форфасное отделение должно обеспечивать запас пива на суточный розлив при коэффициенте заполнения 0,95

Vф.п.=;         (4.13)

где - объем годового фильтрованного пива;

      nг- количество дней работы в отделении;

Vф.п.=- светлое пиво

Количество форфасов составит:

Qф= ;         (4.14)

где Vфп- объем фильтрованного пива в сутки, м3;

     Vф- объем форфаса, м3;

      к- коэффициент заполнения.

Для светлого пива:

Q=

Для темного пива:

Vф.п.=

Общее количество форфасов:

QФ=

Итого в форфасном отделении находится 3 форфаса, вместимостью 20м3.

4.9 Оборудование цеха розлива

Все пиво разливается в стеклянную бутылку вместимостью 0,5л .

Количество разливаемого пива:

– светлое 400000гл;

– темное 100000гл.

Производительность линии розлива составит:

N=;        (4.15)

где к- коэффициент заполнения;

     n- количество дней розлива в год;

     z- количество часов в смену;

     h- количество смен;

Vбут- объем бутылки.

Принимаем к установке 2 линии розлива производительностью 6000 бут/ч.

В состав линии входят:

– автомат для извлечения бутылок из ящиков Н2- АИА- 6;

– бутылкомоечная машина АММ- 6;

– разливочно- укупорочный аппарат Т1- ВВЦ- 6;

– бракеражный экран ОБ- 6Т- 24;

– этикеровочный автомат А1- ВЭС;

– бракеражный автомат БАЗ- М;

– автомат для укладки бутылок в ящики АУА- 6;

– автомат формирования поддонов АПФ- М;

– автомат разборки пакетов из ящиков АРП- 24/28;

– автомат разборки стопок ящиков АРР- 24.

Оборудование, выбранное для использования на данном заводе, отображено в таблице 4.1

Таблица 4.1- Сводная таблица технологического оборудования

Примеча-ние

Высота

2000

26500

23800

23000

1850

1600

1500

2100

6450

1700

900

1850

1560

3700

5300

3960

3600

4300

Ширина

1800

500

2000

500

1050

1200

1200

2000

1450

800

2750

1100

2600

4400

6500

1960

2200

Длина

3000

-

-

-

1800

1400

1400

850

-

1500

750

2940

1200

-

-

-

-

-

Коли-чество

1

1

8

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

1

1

1

Основные показатели

20т

20 т/ч

420т

6т/ч

5,5т/ч

5,5т/ч

5,5т/ч

0,5м3

45м3

4-12т/ч

0,5-2т/ч

6т/ч

1т/ч

5,5т/ч

5,5т/ч

5,5т/ч

5,5т/ч

10м3

Тип, марка

Пб-40

I-20/40

СКС 3*60

I- 5/20

РЗ- ВПС

СВ- 3

СМ-5

БР- В5

С- 75/85

Д- 50

ДМ- 20

AG Malt

Buhler

Ziemann

Ziemann

Ziemann

Ziemann

Ziemann

Завод изготовитель

Наименование и назначение

Приемный бункер

Нория

Силос

Нория

Полировочная машина

Вибросито

Сепарамагнитныйтор

Бункер для ростков

Суточный силос

Весы автоматические

Весы автоматические

Дробилка вальцовая

Дробильный вальцовый станок

Предзаторный чан

Заторный аппарат

Фильтр-чан

Бункер дробины

Танк промывной воды

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Продолжение таблицы 4.1

Примеча-ние

d

d

d

d

d

верт.

верт.

верт.

d

верт.

верт.

верт.

верт.

верт.

верт.

Высота

8700

8000

5250

1200

1400

4530

1100

3600

3600

3600

1600

2100

4000

3700

10200

4700

4900

4000

Ширина

1600

4000

4800

600

1100

5800

500

2000

2000

2000

600

650

1800

1400

2400

1400

2400

2500

Длина

-

-

-

-

2900

-

700

-

-

-

2100

-

-

-

-

-

-

-

Коли-чество

1

1

1

3

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

42

1

1

1

Основные показатели

10м3

5,5т/ч

5,5т/ч

0,5м3

3

5,5т/ч

25м3

20м3

20м3

20м3

25м3

0,41м3

5,4м3

25м3

70-100м3

10м3

50м3

30м3

Тип, марка

Ziemann

Ziemann

Ziemann

Ziemann

Ziemann

Ziemann

Tuchenhagen

Ziemann

Ziemann

Ziemann

Tuchenhagen

СТ- 1,5

П- 540

ДТ- 300

В3-ВЦН-54Г

ТД- У- 10,0

БТ

«Фруктонад»

Завод изготовитель

Наименование и назначение

Силос дробины

Буферная емкость

Сусловарочный котел

Хмелевой бачок

Конденсатор вторичного типа

Гидроциклон

Нагреватель сусла

Энергонакопитель

Танк горячей воды

Танк холодной воды

Охладитель сусла

Стерилизатор

Пропагатор

Дрожжевой танк

Бродильные аппараты

Танк утилизации дрожжей

Буферный танк нефильтрованного пива

Емкость диаэрированной воды

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

Продолжение таблицы 4.1

Примеча-ние

d

d

d

Верт.

верт.

верт.

d

Высота

2500

4000

1500

4400

4350

4900

1800

4900

3000

5000

4600

4900

2300

2645

2100

1300

2930

1750

Ширина

1300

1600

800

1600

2450

2450

1500

2450

1300

2400

1200

3200

2600

2020

3300

100

2870

1300

Длина

1200

-

-

-

-

-

6000

-

900

-

-

4800

4000

2500

6200

600

5730

2150

Коли-чество

1

1

1

1

1

1

1

1

1

3

2

2

2

2

2

2

2

Основные показатели

12м3

12м3

12м3

12м3

3

20м3

12м3

20м3

3

10м3

3-5м3

6 тыс/ящиков

6 тыс/ящиков

6 тыс/ч

6 тыс/ч

6 тыс/ч

6 тыс/ч

6 тыс/ч

Тип, марка

«Фруктонад»

«Фруктонад»

D-250G

РЗ-ВДФ-25

D-250G

БТ

«Фруктонад»

БТ

«Фруктонад»

«Фруктонад»

С/Р

АРП-24/28

АРР-24

Н2-АИА-6

АММ-6

ОБ-БТ-240А

Т1-ВВЦ-6

Ат- ВЭС

Завод изготовитель

Наименование и назначение

Аппарат приготовления кизельгуровой суспензии

Танк хранения кизельгура

Дозатор

Намывной фильтр

Танк отработанного кизельгура

Буферный танк

Фильтр- пресс

Буферный танк фильтрованного пива

Карбонизатор

Форфас

Емкость моющего раствора

Автомат разборки пакетов

Автомат разборки стопок

Автомат для извлечения бутылок из ящика

Бутылкомоечная машина

Бракеражный экран

Разливочно- укупорочный автомат

Этикетировочный автомат

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

Продолжение таблицы 4.1

Примеча-ние

Высота

2300

2500

3620

Ширина

1700

2000

4000

Длина

2150

1940

2340

Коли-чество

2

2

2

Основные показатели

3

3

3

Тип, марка

БАЗ-М

АУА-6

АПФ-М

Завод изготовитель

Наименование и назначение

Бракеражный автомат

Автомат укладки бутылок в ящики

Автомат формирования поддонов

55 

56

57 

5 Расчет площадей складских помещений

5.1 Склад хмеля

Склад хмеля должен вмещать запас хмеля на 3 месяца. Годовой расход хмеля составляет 154000 кг. При укладке поддонов в 3 яруса, удельная нагрузка на 1м2 площади составляет 1800кг.

Площадь склада хмеля с учетом 30% площади необходимой для обслуживания равна:

S= 

5.2 Склад молочной кислоты

Принимаем, что склад молочной кислоты должен вмещать годовой запас сырья. Молочная кислота разлита в бочки по 500 кг. Годовой расход молочной кислоты составляет 6500кг. На 1м2 площади склада приходится 500кг.

Площадь склада молочной кислоты с учетом 50% площади необходимой для обслуживания равна:

S=

5.3 Склад оборотных бутылок

Площадь склада оборотных бутылок находим из расчета хранения 5-суточного запаса с учетом площади, требуемой для проезда кар по формуле:

S=;        (5.1)

где V- годовой выпуск пива в бутылках, гл;

     m- коэффициент, учитывающий бой и брак;

    р- коэффициент, учитывающий площадь для обслуживания;

    n- количество ящиков, размещаемых на 1м2 площадки при укладке в 2 яруса по высоте;

  320- число дней работы завода.

S=

5.4 Склад новых бутылок

На складе новых бутылок должна быть выполнена убыль бутылок, равная 8,09% месячного выпуска пива.

Площадь склада новых бутылок:

S=;        (5.2)

где V-годовой выпуск пива в бутылках, гл;

     К- коэффициент, учитывающий площадь для обслуживания;

     Р- убыль бутылок;

     10,52- число работающих месяцев завода;

     n- количество ящиков, размещаемых на 1м2 площади при укладке в 2 яруса по высоте.

S=

5.5 Склад готовой продукции

Площадь склада готовой продукции

S=;        (5.3)

где V- годовой выпуск пива, гл;

      К- коэффициент, учитывающий площадь для обслуживания;

      р- коэффициент, учитывающий бой и брак;

   n- количество ящиков, размещаемых на 1м2 при укладке в 2 яруса по высоте;

  m- количество суток запаса продукции.

S=

6 Технохимический и микробиологический контроль производства

Технохимический и микробиологический контроль производства осуществляется заводской лабораторией.

Главной задачей лаборатории является предотвращение выпуска предприятием продукции, не соответствующей требованиям ми стандартов, технологических инструкций, утверждённых образцами, рецептурами, медико-биологическими требованиями.

Обеспечение выпуска качественной отвечаюшей установленным требованиям продукции невозможно без четко налаженного и строго выполняемого технохимического и микробиологического контроля производства. Производственная лаборатория призвана осуществлять не только проверку стандартных показателей сырья и  готовой продукции, но и давать рекомендации по ведению технологического процесса.

Заводская лаборатория должна располагаться в помещениях, защищенных от вибрации, вдали от котельных, дымовых труб и цехов. При организации лаборатории следует учитывать санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. Для одного работающего должно быть отведено не менее 14 квадратных метров рабочего помещения и 1,5-3 метра длины рабочего стола.

Аналитические весы и приборы, требующие стационарной установки, размещают в весовой комнате, куда не должен попадать прямой солнечный свет.

Моечная для химической лабораторной посуды оборудуется специальной моечной (столами), из которых один с вытяжным шкафом, а два других открытые. В аналитической лаборатории устанавливают два вытяжных шкафа: один для работы с летучими веществами с резким запахом и сжигания органических веществ, другой для хранения легколетучих и вредных для здоровья веществ.

Заведующий лабораторией несет ответственность за технологический и микробиологический контроль производственного процесса, за анализ качества продукции, выпускаемой и возвращаемой по причине порчи, а также за правильность работы контрольно-измерительных приборов и точность приготовления стандартных растворов. Заведующий должен следить за правильным и своевременным заполнением лабораторных журналов и составлением отчетов о работе лаборатории.

Заведующий имеет право запретить выпуск готовой продукции, не соответствующий техническим требованиям или качественным признакам.

Все качественные показатели сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции, устанавливаемые в лаборатории, должны регистрироваться в лабораторных журналах.

– Журнал ТХМК № 1 «Контроль качества сусла «из варочного цеха»

– Журнал ТХМК № 2 «Контроль качества солода»

– Журнал ТХМК № 3 «Технологический журнал варочного цеха»

– Журнал ТХМК № 4 «Контроль готового пива»

– Журнал ТХМК № 5 «Контроль воды»

– Журнал ТХМК № 6 «Контроль стерилизации фильтрующих элементов»

– Журнал ТХМК № 7 «Контроль физико-химических показателей воды»

– Журнал ТХМК № 8 «Контроль качества дезинфицирующих и моющих средств»

– Журнал ТХМК № 9 «Контроль процесса главного брожения»

– Журнал ТХМК № 10 «Контроль за температурой и влажностью воздуха»

– Журнал ТХМК № 11 «Контроль за розливом и полнотой налива».

В зависимости от мощности предприятия рекомендуются определенные площади лаборатории.

Мощность проектируемого предприятия составляет:

N=

При мощности предприятия более 1500 гл/сут рекомендуемая площадь лаборатории 123 м2, при этом штат лаборатории должен составлять 10-13 человек.

Лаборатория должна быть укомплектована необходимой посудой, оборудованием, приборами и реактивами. В состав измерительных приборов должны входить: ареометры, весы лабораторные, денсиметры, интерферометр, потенциометр, рефрактометр, спектрофотометр, секундомеры, анализаторы пива, термометры, сахаромеры, фотоэлектроколориметры.

При производстве светлого и полутемного пива предусмотрена схемы технохимического и микробиологического контроля,  представленная в таблице 6.1

  

Таблица    6.1 – Метрологический    контроль    технологических    процессов производства пива.

п/п

Контролируемый показатель

Документ

Метод анализа

Методика испытания

Место отбора

Периодичность

1

Внешний вид

ГОСТ

29294-92

Визуально

ГОСТ

29294-92

Автотранс- порт

При

каждом

поступлении

2

Цвет

ГОСТ 29294-92

Визуально

ГОСТ 10967

Автотранс-порт

При каждом поступлени

3

Запах

ГОСТ

29294-92

Органолеп-тически

ГОСТ

29294-92

Автотранс-порт

При каждом поступлени

4

Вкус

ГОСТ

29294-92

Органолеп-тически

ГОСТ

29294-92

ГОСТ

10967

Автотранс-порт

При каждом поступлени

5

Проход через сито

ГОСТ

29294-92

Механический

Автотранс-порт

При каждом поступлени

6

Массовая доля сорной примеси

ГОСТ 29294-92

Механический

Автотранс-порт

При каждом поступлени

7

Количество зерен

Мучнистых

Стекловидных

Темных Карамельных

ГОСТ

29294-92

Диафаноскоп Фриабилиметр

Инструкция

по

ТХКот

01.01.92

Автотранс-порт

При каждом поступлени

8

Массовая доля влаги

ГОСТ

29294-92

Высушивание

при

Т= const

ГОСТ

29294-92

Автотрасс-порт

При каждом поступлени

9

Массовая доля экстракта в СВ светлого солода

ГОСТ

29294-92

Пикнометр

ГОСТ

29294-92

Автотрасс-порт

При каждом поступлени


Продолжение таблицы 6.1

№ п/п

Контролируе-мый показатель

Документ

Метод анализа

Методика испытания

Место отбора

Перио-дичность

10

Скорость фильтрации лабораторного сусла

Инструкция по ТХК от 01.01.92

Визуально

Инструкция

по

ТХК от

01.01.92

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии

11

Продолжитель-ность осахаривания

ГОСТ 29294-92

Визуально йодная реакция

ГОСТ 29294-92

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии

12

рН лабораторного сусла

Инструкция по ТХК от 01.01.92

рН-метрически

Инструкция

по

ТХК от

01.01.92

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии

13

Цвет лаб. сусла

ГОСТ

29294-92

Визуально йодная реакция

ГОСТ 29294-92

Автотранспорт

При каждом поступле-нии

14

Кислотность лаб. сусла

ГОСТ

29294-92

Титрование

ГОСТ

29294-92

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии

15

Прозрачность лаб. сусла

ГОСТ

29294-92

Визуально

ГОСТ

29294-92

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии

16

Массовая доля белковых веществ

Значение, рекоменду-емое стандартом

МетодКьельда-ля

ГОСТ 10846

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии

17

Массовая  доля растворимого белка

Метод Кьельда-ля

ГОСТ 10846

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии

18

Число Кольбаха

ГОСТ

29294-92

Метод Кьельда-ля

ГОСТ

29294-92

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии

19

Вязкость лаб. сусла

Метод изм. кинем. и динамич. вязкости

Инструкция

по

ТХКот

01.01.92

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии

20

Зараженность хлебными вредителями

СНиПдля пивовар.

предприятия

Визуально

Инструкция

по

ТХКот

01.01.92

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии

21

Аминный азот

Значение, рекомендуе

мое стандартом

Взаимодействие аминокислот с нингидри-ном

Инструкция

по

ТХКот

01.01.92

Автотранс-порт

При каждом поступле-нии


Продолжение таблицы 6.1

№ п/п

Контролируе-мый показатель

Документ

Метод анализа

Методика испытания

Место отбора

Периодичность

Ячмень пивоваренный

1

Цвет

ГОСТ 5060

Визуально

ГОСТ 10967

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждом

вагоне

2

Запах

ГОСТ

5060

Визуально

 

ГОСТ 10967

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

3

Влажность

ГОСТ 5060

Высушивание

при

Т= const

Инструкция по

ТХКот 01.01.92

автотран-спорт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

4

Белок

ГОСТ 5060

Метод Кьельда-ля

 

ГОСТ 10846-91

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

5

Зерновая примесь

ГОСТ 5060

Механический

 

ГОСТ 13586.2

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

6

Массовая   доля   сорной примеси

ГОСТ 5060

Механический

ГОСТ 13586.2

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

7

Массовая                 доля экстракта в СВ

Инструкция по ТХКот 01.01.92

Затирание        с

солодовой

вытяжкой

ГОСТ 12136-77

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

8

Зараженность

Вредителями      хлебных запасов

ГОСТ

5060

Визуал. микро-скопиро-вание

ГОСТ

1358.4-83

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

Рисовая   и

кукурузная

дробленая

крупа

1

Запах

ГОСТ 6292-93

Органо-лептичес-ки

Инструкция по ТХКот 01.01.92

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

2

Вкус

ГОСТ 6292-93

Органо-лептичес-ки

Инструкция по ТХКот 01.01.92

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

3

Влажность

ГОСТ 6292-93

Высушивание навески       при t=const

Инструкция по ТХКот 01.01.92

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

4

Массовая                 доля экстракта в СВ

Затирание        с

солодовой

вытяжкой

Инструкция по ТХКот 01.01.92

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

5

Сорная примесь

ГОСТ 6292-93

Механический

Инструкция по ТХКот 01.01.92

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

Продолжение таблицы 6.1

6.1

№ п/п

Контролируемый

показатель

Документ

Метод анализа

Методика испытаня

Место отбора

Перио-дичность

6

Зараженность хлебными вредителями

ГОСТ 6292-93

Визуаль-но мик-роскопи-рование

Инструкция по ТХКот 01.01.92

автотранс- порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

Хмель гранулированный

1

Цвет

ТУ     10-04-06-66-87

Визуально

автотранс-порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

2

Запах

ТУ     10-04-

Органолеп-

ТУ   10-04-06-

автотранс-

При каждом

06-66-87

тически

66-87

порт

поступлении

в каждой

партии

3

Наличие плесени

ТУ     10-04-

Визуально

ТУ   10-04-06-

автотранс-

При каждом

06-66-87

Микро-скопиро-вание

66-87

порт

поступлении

в каждой

партии

4

Массовая доля влаги

ТУ     10-04-

Высушивание

ГОСТ

автотранс-

При каждом

06-66-87

навески       при t=const

21948

порт

поступлении

в каждой

партии

5

Массовая доля α-кислот наСВ

ТУ     10-04-06-87

Экстрагиро-вание

ГОСТ

21948

автотранс- порт

При каждом поступлении

в каждой

партии

Хмелевой экстракт (С02)

1

Внешний вид

Ту 10-

5031536

Органолеп-тически

-«-

автотранс- порт

При каждом

поступлении

в каждой

партии

2

Цвет

-«-

-«-

-«-

-«-

-«-

3

Запах

-«-

-«-

-«-

-«-

-«-

4

Масс. доля СВ

-«-

Высушив. Навески       при t=const

-«-

-«-

-«-

5

Массовая доля  α-кислот наСВ

-«-

Экстрагирова-ние

-«-

-«-

-«-

Отходы производства

1

Содержание

Инструкция

Визуально

Инструкция

Элеватор

1 раз в

полноценного зерна в шелухе

по ТХКот 01.01.92

по

ТХКот 01.01.92

неделю

Дробление солода

1

Состав помолола

- мука

- крупка

- шелуха

Инструкция по ТХКот 01.01.92

Механич.

Органолеп-

тически

Инструкция

по

ТХКот

01.01.92

Дробил-

ки варочно-го цеха

При необхо-димости

2

Затор

-температура затирания

- полнота осахаривания

-«-

Термометр, предел    измер. 0-100°С

-»-

В каждом заторе

№ и/ п

Контролируе-мый показатель

Документ

Метод анализа

Методика испыта-ния

Место отбора

Периодичность

2

-«-

Йодная проба

-

Варочн. цех

В каждом заторе

Охмеленное сусло

1

Массовая      доля      сухих веществ

-«-

Сахаромер

-«-

-«-

-«-

2

Кислотность

-«-

Титрометрич.

Инструкция

по

ТХКот

01.01.92

Варочн. цех

В каждом заторе

3

Цветность

-«-

Визуально

-«-

-«-

-«-

4

Осахаривание

-«-

йодная проба

-«-

-«-

-«-

Продолжение таблицы 6.1

5

Экстракт общий, вымываемый и остающийся

ГОСТ

12136-77

1 раз в декаду

Брожение

1

Молодое пиво

- массовая доля сухих в-в

Инструкция

Сахаромер

Инструкция

Бродильн.

В        каждом

- температура

по

Термометр

по

отделен.

бродильном

- видимый экстракт

ТХКот

Сахаромер

ТХКот

-«-

танке

- видимая         степень сбраживания

01.01.92

Расчетный

01.01.92

-«-

Дображивание

1

Пиво в танках

- шпунтовое давление

ГОСТ 3473

Манометри-чески

Бродильн Отделен.

Лагери. Отделен.

Постоянно

- содержание спирта

- действительный экстракт

ГОСТ 12787 ГОСТ1278

-«-

Ежедневно    в средней пробе

-массовая доля сухих веществ в начальном сусле

-«- -«-

-«-

От      каждой партии

-действительная       степень сбраживания

- кислотность

- цветность

ГОСТ12788 ГОСТ 12789

-«-

предназначен ной к выпуску

Розлив пива

1

Пиво в форфасах

- давление

- температура

Манометр

Термометр

В каждом форфасе

Ежедневно

2

Розлив пива

- полнота налива

- герметичность укупорки

- температура пива

Цех

розлива,

С каждой

линии

Периодически

В течение

смены

Готовое пиво

1

Готовое пиво в бутылках

- пеностойкость

- высота пены

ГОСТ347ГОСТ347

- массовая доля С02

ГОСТ 12790

Склад

В средних

стойкость  мутность

ГОСТ3473 ГОСТ1278

Готовой Продукц

пробах

от каждой

партии

Продолжение таблицы 6.1

п /п

Контролируемый показатель

Документ

Метод анализа

Методика испытания

Место отбора

Периодичность

1

- кислотность

- цветность

- массовая доля сухих веществ

- действительный экстракт

- массовая доля спирта

ГОСТ 12789

ГОСТ 12787 ГОСТ

12787 ГОСТ 12787

Склад

готовой

гродук-ции

В средних пробах от каждой партии

Вспомогательные материалы

1

Фильтр-картон

- влажность

- набухаемость
-фильтрующая способность

ГОСТ 199

ГОСТ 12290

-«-

Склад матер.

В средних

пробах от

каждой

партии

2

Кизельгур

- влажность

- рН водной вытяжки

- водопроницаеемость

Высушива-ние, рН -метрический

Склад матер.

В средних

пробах от

каждой

партии

3

Молочная кислота - общая кислотность

ГОСТ 490

В средних

пробах от

каждой

партии

4

Дезинфицирующие в-ва - содержание          активной части

ГОСТ

В средних

пробах от

каждой

партии

5

Бутылки

- внешний вид

- диаметр горла

- средняя масса

- вместимость

- состояние поверхности

ГОСТ 10117 ТУ

Склад тары

В средних

пробах от

каждой

партии

7 Теплотехнические расчеты

Для обеспечения технологического регламента и благоприятных метеорологических условий в производственных, складских, административно- бытовых помещениях на пивоваренном заводе осуществляется комплексы мероприятий, основным из которых является теплоснабжение.

Теплопотребление  промышленных предприятий в общем случае состоит в использовании теплоты для технологических нужд, отопления зданий, нагревания в холодный период года приточного воздуха в установках вентиляции, а также для нетехнологического горячего водоснабжения.

Цель расчета теплотехнической части дипломного проекта- определить годовой расход топлива, связанный с теплопотреблением проектируемого предприятия. Результаты расчета используют в экономической части проекта.

На проектируемом производстве предусматривается расход теплоты на технические нужды и нетехнические(отопление, вентиляцию, хозяйственно- бытовые нужды). Целью расчета является определение с теплопотреблением годового расхода топлива.

Пункт проектирования –город Краснодар.

Расчетные параметры воздуха:

– температура наиболее холодной пятидневки ( расчетная для проектирования системы отопления),=-26;

– температура наиболее холодного периода(расчетная для проектирования системы вентиляции), =-13;

– средняя температура отопительного периода =-1,8;

–  продолжительность отопительного периода = 220 сут/год.

7.1 Определения расхода теплоты на технические нужды

Расчет расхода теплоты и пара в варочном цехе пивоваренного завода

В варочном цехе установлен 1 варочный порядок на 5,5т единовременной засыпи (). Приготовление сусла осуществляется двухотварочным способом. В сутки производится 7 варок. Принимаем, что на 100 кг зернопродуктов расходуется 500л воды. При этом заторной массы получается 20000кг. Температура солода и несолотенных продуктов 12. Температура заторной воды 55.

Температура заторной массы:

С=;      (7.1)

где - удельная теплоемкость зернопродуктов[=1,7кДж/(кгК)];

     - удельная теплоемкость воды ;

     - масса воды(12000кг).

С=

Удельная теплоемкость заторной массы:

С=;           (7.2)

С=

Первая отварка. Расход теплоты на подогрев первой отварки с 51 до 63с учетом 5% потерь в окружающую среду:

;        (7.3)

где G- масса первой отварки(30%),кг;

     начальная и конечная температура отварки;

     0,95- КПД котла.

Расход теплоты в сутки:

Q=2121484кДж

Расход теплоты на подогрев первой отварки с 63 до 72:

;         (7.4)

Расход теплоты в сутки:

Q= 173,5

Расход теплоты на нагрев отварки с 72 до 100

;        (7.5)

Расход теплоты в сутки:

Q= 539,8

Продолжительность кипячения первой отварки 30 минут, в течение часа из котла выпаривается воды 5% общего количества. Расход теплоты на кипячение:

;        (7.6)

где G- масса отварки;

     - продолжительность кипячения, мин;

     r- удельная теплота парообразования(r= 2260 кДж/кг)

При КПД котла 0,95:

Q=280

Расход теплоты в сутки:

Q=294.4

Подогревать весь затор до 65не требуется, так как при возращении первой отварки в затор температура затора станет равной 65

После кипячения масса отварки:

При перекачивании первой отварки температура ее снизится до 85, тогда температура затора:

Вторая отварка. Расход теплоты на подогрев второй отварки(1/4 затора=1/4с 65 до 72:

;        (7.7)

Расход теплоты в сутки:

Q=118,3

Расход теплоты на подогрев второй отварки с 72 до 100

;         (7.8)

Расход теплоты в сутки:

Q=498

Расход теплоты на кипячение второй отварки продолжительностью 20 минут:

;        (7.9)

Расход теплоты в сутки:

Q=197

Из 100кг зернопродуктов получаем 5,793 гл горячего сусла. В процессе кипячения выпаривается 10% общего количества воды.

Количество сусла в сусловарочном котле:

или 35402·d=35402·1,038=36747, где d- относительная плотность сусла при массовой доли сухих веществ 9,5%.

Расход теплоты на нагрев сусла с 78 до 100:

,

где 3,98- удельная теплоемкость сусла.

Расход теплоты в сутки:

Q=2893·103·7=20251·103кДж.

Расход теплоты на кипячение сусла с хмелем:

Q=кДж.

Расход теплоты в сутки:

В теплотехническом цикле используется следующее теплопотребляющее оборудование:

– заторный чан;

– бутылкомоечная машина АММ-6(2шт);

– сусловарочный котел