Разработать сусловарочный аппарат

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..…5

1 ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ КУРСОВОГО ПРОЕКТА……………………….6

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ПИВА……….…...8

2.1 ПРОИЗВОДСТВО СОЛОДА……………………………………………..10

2.2 ДРОБЛЕНИЕ  И ЗАТИРАНИЕ СОЛОДА………………………………..11

2.3 ФИЛЬТРАЦИЯ  ЗАТОРА…………………………………………………14

2.4 ВАРКА СОЛОДА………………………………………………………….16

2.5 БРОЖЕНИЕ СОЛОДА……………………………………………………17

2.6 РОЗЛИВ ПИВА  В БУТЫЛКИ……………………………………………20

3 ОБЗОР СУСЛОВАРОЧНЫХ АППАПРАТОВ (ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК).21

4 РАСЧЕТ И ОПИСАНИЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ ЧАСТИ…………..…...30

4.1 РАСЧЕТ КОРПУСА…………………………………….……………...….30

4.2 РАСЧЕТ ФЛАНЦЕВЫХ  СОЕДИНЕНИЙ……………………………….35

4.3 РАСЧЕТ ОПОР АППАРАТА……………………………………………..37

6 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ…………………39

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..…41

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………….42 
 
 
 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 

     Пиво  – самый древний алкогольный  напиток в истории человечества. Он занимает особое место в потреблении  напитков, имеет огромную популярность и широко распространен у многих народов.

     Пиво  – слабоалкогольный ячменно-солодовый  напиток, обладающий приятной горечью, ароматом хмеля, утоляющий жажду  и способный вспениваться при  наполнении бокала, удерживая продолжительное  время на поверхности слой компактной пены.

     Полезность  пива для организма зависит от химического состава исходного  сырья. Пиво содержит ряд важных компонентов, среди которых основное место  занимают витамины, минеральные вещества и органические кислоты. Имеются  в незначительном количестве углеводы, азотсодержащие вещества. Это определяет высокую пищевую и энергетическую ценность пива по сравнению с другими  алкогольными напитками.

     В данном курсовом проекте мы рассмотрим технологию производства пива, произведём расчёт конструкторской части сусловарочного аппарата в соответствии с исходными данными, так как эти параметры являются важнейшими для правильного проведения технологического процесса. Также мы рассмотрим существующие виды сусловарочных аппаратов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 Обоснование темы курсового проекта 

     Пивоваренная  промышленность относится к успешно  развивающимся отраслям, о чем  свидетельствует, начиная с 1995 года, ежегодным прирост производимой продукции.

     В 2010 году в Республике Беларусь было выработано около 40 млн дал пива. Его производство на душу населения достигло 36 – 37 дм³.

     Перспектива полного удовлетворения спроса, учитывая климатические, социальные и национальные особенности, оценивается в 63 – 75 дм³ в год на душу населения.

     Около 98 % белорусского пива выпускается шестью ведущими предприятиями. Крупнейший производитель — государственная компания «Криница», которая в 2010 году обеспечила 38 % национального производства пива. Также прочные позиции на белорусском рынке занимают компания «Аливария» (Carlsberg), предприятия «Пивоварни Хайнекен» и «Речицапиво» (Heineken), компания «Лидское пиво» (Olvi), а также госпредприятие «Брестское пиво».

     В последнее время пивоваренная промышленность характеризуется значительным увеличением  ассортимента выпускаемой продукции. Теперь почти каждый завод выпускает  свои сорта пива, причем наметилась тенденция к увеличению доли темного пива .

     Сегодня около 60 % выпускаемой продукции  составляют недорогие сорта пива, высококачественные сорта (12 – 13 % -е  пиво) – 12 %, дешевые сорта (10 – 11 %-е пиво) – около 30 % .

     

     На  большинстве пивзаводов эксплуатируется  оборудование, которое морально и  физически устарело  и делает невозможным выпуск конкурентоспособной продукции. Необходима срочная реконструкция ряда пивзаводов. Однако назрела необходимость сноса зданий многих существующих пивзаводов, так как они не подлежат реконструкции. Целесообразно строительство новых заводов с внедрением новой технологии и нового оборудования, поточных механизированных линий.

     Особенности белорусского рынка пива — это  сравнительно большая доля пива, реализуемая  в ПЭТ-упаковке, и значительный объем  импортной продукции (порядка 20 % рынка) . В свете действующей государственной политики по импортозамещению, и выше изложенных статистических данных тема выбранная для данного проекта является актуальной.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

2 Технологический процесс производства пива 

     В прежние времена процесс приготовления  пива довольно существенно отличался  от современного. Пивоварни размещались  в небольших постройках, сусло  варили в чугунных или железных котлах, сбраживали в деревянных чанах, а  хранили пиво в дубовых бочках. Солод делали так: зерно замачивали в речной или озерной воде, затем  проращивали несколько дней, разложив его нетолстым слоем под навесом, сушили на солнце и, очистив, мололи на ручных жерновах. Для улучшения вкуса  и аромата пива использовали сосновую смолу, грушевую золу, шалфей, бенедиктовый корень. Чтобы придать молодому пиву вкус старого, в него клали корки  апельсинов. Для исправления вкуса  неправильно сваренного и прокисшего пива применяли тертый сухой хмель  и буковую золу.

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

     Технологическая схема производства пива представлена на рисунке 2.1. 
 

 

     

     

     Рисунок 2.1 - Технологическая схема производства пива (обозначения см. в тексте работы). 
 
 
 

 

     

     

2.1 Производство солода 

     Очищенный и отсортированный ячмень из зернохранилища механическим транспортом (поз. 1,) поступает  на весы (поз. 2) марки ДН-200. Откуда ячмень отправляется в приемный бункер солодовенного  отделения (поз. 3). В солодовенном цехе имеется 4 замочных порядка, которые  включают в себя замочные чаны с  единовременной загрузкой 8 тонн ячменя каждый.

     Из  приемного бункера ячмень попадает на замочку в замочный чан (поз. 4), куда также поступает воздух и  вода. По окончании замочки из замочного  чана снятый сплав (отходы) направляются в специальный бункер для сплава (поз. 5), а замоченный ячмень попадает с помощью насоса (поз. 6) марки  ПГ-144/10 перекачивается для проращивания в солодорастительный аппарат (поз. 7), состоящий из 8 грядок для проращивания ячменя. Длительность проращивания ячменя на грядках от 7 до 8 суток. Для поддержания оптимальной температуры на грядках при проращивании ячменя на грядки подается подогретый и охлажденный воздух из кондиционеров. С солодорастильного аппарата типа "передвижная грядка" солод (зеленый) с помощью механического транспорта и винтового шнека (поз. 8) направляется в сушилку (поз. 9) для осушки. Всего в солодовенном отделении имеется 5 сушилок типа ЛСХА производительностью 10 т/сут. каждая.

     Из  сушилки готовый солод, пройдя через  росткоотбойную машину (поз. 10), весы (поз. 11), накопительный бункер (поз. 12) самотеком  поступает в силос элеватор (поз. 13) для хранения и отлежки свежего  солода. Элеватор восьми рядный силосный типа СКС-3-96 вместительностью силосного  корпуса 18 тыс. тонн, имеет суточный грузооборот 500т/сут. предусмотрен для  хранения зернопродуктов. Размеры силосной сетки 3х3 м. на элеваторе установлены три нории производительностью 175 т/сут. 

2.2 Дробление и затирание солода 

     Дальнейшее  производство пива осуществляется в  варочном цехе. Ячменный солод взвешивают на весах с открывающимся днищем (поз. 14). Количество засыпи, применяемое  для каждой варки, точно регистрируется. Это необходимо для внутрипроизводственного  контроля, поскольку используется для  расчета эффективности израсходованного сырья (расчета выхода экстракта). Далее  засыпь автотранспортом, передают на производство пива в варочный цех.

     Зерно из бункера (поз. 15) норией (поз. 16) поднимают  в накопительный бункер (поз. 17, 18 и 19). Перед переработкой ячменный солод  пропускают через камнеотборник, который  подключен к системе аспирации. Мелкие камешки величиной с зернышко при процессе дробления повреждают рифли вальцов дробилок и сокращают  срок их эксплуатации. Далее идет удаление всех металлических примесей методом  пропускания солода через магнитные  ловушки (поз. 20). Очистка от металлических  примесей перед дроблением очень  важна, так как при образовании  искр существует вероятность взрыва солодовой пыли и так же порчи  дробилок. Затем очищенный солод  попадает на автоматические весы (поз. 21), где отмеренными порциями попадает в солододробилки (поз. 22).

     

     Солод необходимо измельчить, чтобы при  затирании дать ферментам солода возможность воздействовать на вещества солода и их расщепить. Дробление  производится в четырехвальцовой дробилке. В ней солод попадает через  питающий или распределительный  валик на первую пару вальцов и  предварительно грубо дробится. Этот помол первого прохода состоит  из 30% шелухи с прилипшей крупной  крупкой, 50% крупки и 20% муки. Затем, проходя  через вибросито, более тонкие частицы  отделяются и идут в бункер дробленныхзернопродуктов, откуда направляются на дальнейший помол.

     Шелуха  освобождается от прилипшей крупной  крупки на второй паре вальцов, после  чего приблизительный состав равен 20% шелухи, 50% крупки, 30% муки. Затем дробленый  солод и несоложенные материалы  через промежуточные емкости (поз. 23) насосом (поз. 24) передаются в заторные аппараты (поз. 25) (2 шт.) где происходит затирание.

     Затирание происходит по инфузионному способу [1]. Весь затор при поддержании пауз ( от 45 до 50°С – белковая пауза и пауза расщепления β – глюкана; от 62 до 65°С – мальтозная пауза; от 70 до 75°С – пауза для осахаривания; 78°С – температура окончания затирания) последовательно нагревается до температуры окончания затирания, причем части затора не кипятятся.

     Целью затирания является максимизация экстрагирования  целевых компонентов из дробленного  солода [2]. К целевым компонентам  относятся сахар, декстрины, минеральные  вещества и некоторые белки. К дробине (нерастворимые органические вещества, входящие в состав солода) относятся крахмал, целлюлоза, часть высокомолекулярных белков и другие вещества, которые по окончании процесса фильтрования удаляются.

     По  экономическим соображениям стараются  перевести большинство веществ  в растворимые, чтобы увеличить  количество экстракта. Но значение имеет  не только количественные, но и качественный состав экстракта, так как наличие  дубильных веществ из оболочек весьма не желательно.

     Процесс затирания проходит в двух аппаратах (заторный котел и заторный чан). Так как они работают совместно, их называют заторным аппаратом.

     Заторный  аппарат изготавливают из нержавеющей  стали, но в связи с низким коэффициентом  теплоотдачи днище изготавливают  из черной стали, во внутренней части  которой методом совместной прокатки наносят тонкий слой нержавеющей  стали (плакированная сталь).