Сырье используемое для производства темного пива

 

         2.9 Брожение пива

Процесс брожения осуществляется в цилиндроконических бродильных аппаратах, которые снабжены двумя-тремя охлаждающими рубашками на цилиндрической части и одной на нижней конической части. Сусло температурой 7-9°C подают в аппарат и заполняют его на 85 %. В ток сусла задают дрожжи в количестве 0,7 дал на 1 гл. Первые 50 % сусла аэрируют стерильным воздухом из расчета 0,5-0,7 мі на 1 мі в час. В первые двое суток температура сусла за счет выделяющейся теплоты спиртового брожения самопроизвольно повышается до 13-14 °С. При этой температуре сусло бродит 6-7 суток до достижения видимой конечной степени сбраживания. Интенсивно протекающий процесс брожения обеспечивает снижение концентрации диацетила, что способствует более быстрому созреванию пива. По достижении содержания экстрактивных веществ 3,2-3,5% аппарат шпунтуют, и далее процесс ведут при избыточном давлении 0,05-0,06МПа для лучшего насыщения пива диоксидом углерода и ускорения оседания дрожжей. Затем пиво охлаждают в нижней части аппарата до 1-2°С для образования более плотного осадка дрожжей.

 

          2.10 Дображивание и созревание

На восьмые  сутки пиво охлаждают до 3-4°С, на девятые до 1...2°С и выдерживают при этой температуре 5-6 суток для завершения процессов дображивания. Затем из конической части медленно спускают дрожжи.

На этой стадии пиво приобретает свои товарные свойства, осветляется, исчезают дрожжевые тона во вкусе, формируется букет пива.

Выделяющийся  в процессе дображивания диоксид  углерода растворяется и связывается в пиве, что приводит к насыщению пива оксидом углерода.

При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительные  реакции, в результате которых исчезают характерные для молодого пива привкус дрожжей и хмелевая горечь.

При дображивании пиво осветляется. Это обусловлено  выпадением в осадок дрожжей, которые  адсорбируют на себе белковую муть и другие взвеси. При охлаждении до 1-2°С в сусле происходит выделение, коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильных веществ, которые при более высокой температуре были прочно связаны с раствором.

 

         

2.11 Фильтрование пива и отдых

При дображивании и созревании пиво осветляется недостаточно. В нем во взвешенном состоянии  остаются дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых металлов, различные  микроорганизмы, образующие муть. Поэтому  после дображивания пиво подвергается осветлению фильтрованием.

Сущность  процесса фильтрования заключения в  механическом (отсеивающем) и адсорбционном действии. Лучшие результаты получают при фильтровании пива на кизельгуровых фильтрах. Кизельгур представляет собой пористую горную породу, слои фильтра заполняются кизельгуром разной степени дробления. Первый намываемый слой фильтровального порошка должен иметь крупные частицы, последний слой - тонкодисперсный.

Для придания прозрачности, блеска, а также повышения  стойкости при хранении пиво дополнительно фильтруют на рамных фильтр-прессах с использованием специальных сортов картона.

При фильтровании пиво теряет некоторую часть диоксида углерода, поэтому перед розливом его подвергают карбонизации путем  продувки через пиво диоксида углерода.После карбонизации пиво выдерживают 68 ч в сборниках, а затем направляют на розлив.

 

          2.12 Розлив пива и укупорка

          Пиво разливают в кеги, стеклянную бутылку и ПЭТ-бутылку.

Тара перед  подачей на линию розлива моется моющими средствами в зависимости  от вида тары, кеги обрабатываются паром.

Мойка бутылок  осуществляется в бутылкомоечных машинах  горячей водой температурой 80-85°С с дабавлением едкого натра, на выходе из бутылкомоечной машины бутылки ополаскиваются свежей водой. Розлив ведется при избыточном давлении 0,05-0,3 МПа, температура напитка не должна превышать 3°С,так как при понижении температуры повышается растворимость диоксида углерода. Стеклянная бутылка укупоривается кронен-пробкой с уплотняющей прокладкой. Далее бутылка направляется в туннельный пастеризатор, где постепенно нагревается до температуры 68°С, а затем медленно охлаждается.

ПЭТ-бутылки  изготовляются из преформ, для выдувания  бутылки объемом 1,5 л требуется преформа массой 42г; 2,5 л – 52г.

На первом этапе выдувания бутылки преформа равномерно прогревается до 88°С, а затем выдувается желаемой формы под давлением (40 бар).

Пиво подается на розлив, проходя через мгновенную пастеризацию для удаления дрожжей  и микроорганизмов, попавших в пиво. Пиво быстро нагревается до 72-73°С и остается при такой температуре на протяжении приблизительно 30 секунд, после чего снова охлаждается. Такая несущественная тепловая обработка не влияет на вкус пива, но эффективно обезвреживает продукт. Укупоривание ПЭТ-бутылок осуществляется полиэтиленовыми колпачками с перфорацией, надежность укупоривания обеспечивается с помощью специальных защитных колец. Колпачки перед укупоркой проходят обработку УФ-лучами.

После укупорки бутылки проходят бракераж на бракеражном автомате и этикетирование.

Оформленная продукция поступает на склад  готовой продукции.

 

3 Продуктовый расчет

Определение выхода экстракта в  варочном цехе из 100 кг зернового сырья

Мартовское  пиво готовится из 50 % светлого солода, 40 % темного солода и 10 % карамельного солода. Следовательно, в 100 кг исходных зернопродуктов содержится: светлого солода Q= 50, темного солода Q= 40, карамельного Q= 10.

Отходы при  полировке: 
 светлого солода

 

темного солода

 

Таким образом, после полировки  количество светлого солода

светлого солода

 

темного солода

 

Карамельный солод не полируется. Влажность темного солода W= 5 %, карамельного солода W= 6 %.

Масса сухих веществ:

в светлом солоде

 

в темном солоде

 

в карамельном солоде

 

Экстрактивность темного солода Э= 74 %, карамельного солода Э= 72 %.

Содержание  экстрактивных веществ:

в светлом  солоде

 

в темном солоде

 

в карамельном  солоде

 

Общее количество сухих веществ:

Общее количество экстрактивных веществ:

Потери экстракта в варочном цехе к массе зернопродуктов, или

 

Определения количества промежуточных продуктов  и готового пива

Масса сусла  определяется отношением количества экстрактивных  веществ к массовой доле сухих  веществ в начальном сусле, деленной на 100. Массовая доля сухих веществ  в начальном сусле, деленной на 100. Массовая доля сухих веществ в начальном сусле для Мартовского – 14,5 % и 1,0590 кг/л. Масса сусла

 

объем сусла при 20 ˚С

 

          Коэффициент объемного расширения при нагревании сусла до 100 ˚С равен 1,04. С учетом этого коэффициента объем горячего сусла для Мартовского пива равен 44,089·1,04 = 45,853 дал.

Потери сусла  в варочном цехе с солодовой и хмелевой дробиной, на стадии осветления и охлаждения сусла для Мартовского пива равна 6 % объема горячего сусла.

Объем холодного сусла

 

 

 

 

Объем молодого пива

 

 

 

 Потери в отделении дображивания  и отделении фильтрования для Мартовского пива равны 2,7 % объема молодого пива, в том числе потери при фильтровании Мартовского пива 1,7 %. Следовательно потери при дображивании

Объем нефильтрованного пива

 

 

 

Объем фильтрованного пива

 

 

 

Количество товарного пива

 

 

Общие видимые потери по жидкой фазе определяются по разности между объемом  горячего сусла и товарного пива равны 45,853 – 40,155= 5,698 дал.

или по отношению к объему горячего сусла 5,698/45,853·100= 12,43.

Норма расхода хмеля  на 1 дал 22 г. Следовательно, расход хмеля:

 

 

 

4 Расчет и подбор оборудования

 

4.1 Оборудование  для приема и хранения зерна

При насыпной плотности солода 530 кг/м³ потребная вместимость силосов равна:

 

 

 

 

 

Принимаем к проектированию металлические силоса СМВУ 55.08.К45.В12 вместимостью 203 м³, /6/. Следовательно, необходимое число бункеров для солода составит:

 

 

 

где    V_б – вместимость бункера, м³;

V_бл – вместимость блока, м³.

 

 

 

Таблица 1. Техническая характеристика силосов

Объём, м3	203
Число ярусов	6
Диаметр, мм	5500
Высота, мм	13470

 

Принимаем 1 полировочную машину МР-500 производительностью 3000 кг/ч.

 

Таблица 2. Техническая характеристика полировочной машины МР-500

Производительность, кг/ч	3000
Потребная мощность, кВт	1,5
Габаритные размеры, мм	1440×930×1510
Масса машины, кг	790

 

Бункер для отходов  полировки (поз. 16) рассчитывается из суточного количества отходов от полировки на двух суточный запас:

 

 

 

 

 

где Q_пол.с – годовое количество отходов от полировки, кг;

1,5 – потери от массы  солода;

0,1 – потери при хранении.

 

 

 

 

 

где    1,5 – коэффициент поступлений в месяц;

200 – количество рабочих  дней.

 

 

 

Вместимость бункера составит:

 

 

 

Автоматические весы для  светлого солода должны быть не меньше производительности полировочной машины. Выбираем весы ДН-50.

Таблица 3. Техническая характеристика весов ДН-50

Производительность, т/ч	12
Величина порции взвешивания, кг	60-100
Габаритные размеры, мм
Длина	1430
Ширина	1280
Высота	910

 

4.2 Расчет и подбор оборудования варочного цеха

Варочные агрегаты являются основным технологическим оборудованием по производительности которого рассчитывают производительность или пропускную способность другого оборудования варочного цеха, /1/.

В связи с тем, что работа пивоваренного завода подвержена в  определенной степени сезонности, варочные агрегаты подбирают по суточному  расходу зернопродуктов в наиболее напряженные кварталы, когда выпуск продукции достигает 30 % от годового. В этих условиях расход зернопродуктов за сутки составит:

 

 

 

где  М_з.г. – годовая масса зернопродуктов, перерабатываемых в год, т (берется из сводной таблицы расчета продуктов);

28,5 – число рабочих суток варочного цеха в месяц;

3 – число месяцев в квартале.

 

 

 

Оборачиваемость варочного  агрегата принимаем для 6-тиаппаратного 10 об/сут.

Разделив суточный расход зернопродуктов на соответствующую  оборачиваемость варочного аппарата, находим примерную единовременную засыпь (З), по которой подбираем соответствующий варочный агрегат:

 

 

 

Полированный и отвешенный солод подается в дробилку для  помола увлажненных зернопродуктов Millstar ML-4 (поз. 20).

Таблица 4. Техническая характеристика дробилки Millstar ML-5

Производительность помола, т/ч	5
Установленная мощность, кВт	23,5
Вместимость бункера, м3	5
Габаритные размеры, мм
Длина	1200
Высота	4760

Далее дроблёный солод  подаётся в заторные аппараты MTK-D3000-V18,7

Таблица 5. Техническая характеристика заторного аппарата MTK-D3000-V18,7

Вместимость, м3	15
Установленная мощность, кВт	7,2
Размеры, мм
длина	3000
диаметр	600
высота	4850

 

Насос. Для перекачки используют центробежные, одноступенчатые насосы с рабочей температурой до 85ºС.

Подача (производительность) насоса, Q_зат.м, м³/час рассчитывается по формуле:

 

 

 

где M_з – масса единовременной засыпи, т;

t – продолжительность перекачки, мин.

 

 

 

Принимаем насос марки  ФГ-144/10,5

Таблица 6. Техническая характеристика насоса марки ФГ – 144/10,5

Подача,м3/ч	75,6
Мощность электродвигателя, кВт	10
Напор, МПа	0,13-0,08
Частота вращения, об/мин	960
Масса насоса, кг	475

 

Затем заторная масса перекачивается в фильтрационный аппарат LT-D4200

Таблица 7. Техническая характеристика фильтрационного аппарата LT-D4200