Разработать сусловарочный аппарат

     

     Обогрев аппарата производится при помощи приваренных  в виде спирали полутруб, по которым  подается подогретый пар с избыточным давлением от 2 до 3 бара, затем, конденсируясь, отдает свою тепловую энергию через стенки аппарата. Образовавшийся конденсат отводится при помощи конденсатоотводчика, который работает по принципу поплавкового затвора. Благодаря этому избыточное давление в трубах системы обогрева сохраняется, а конденсационная вода отводится без избыточного давления.

     Затирание начинается со смешивания помола (засыпи) с водой (наливом) и тщательным перемешиванием (без образования комков) при температуре  предписанной началу затирания, которая  соответствует оптимальной температуре  работы начального фермента. Для этого  сначала в чан заливают воду, а  затем для получения равномерного перемешивания, загружают помол  тонкой струей при одновременном  пуске мешалки.

     Соотношение засыпи и главного налива является очень важным фактом, поскольку он определяет концентрацию первого сусла. При соотношении 1:3, то есть на 100 кг засыпи 300 л налива, получается 20% первое сусло. Естественно затор приготовляют гуще, чем требуемаяэкстрактивность начального сусла, чтобы затем можно  было направить через дробину  количество воды, достаточное для  ее выщелачивания и одновременного разбавления сусла до требуемой  массовой доли сухих веществ. Тем  самым от соотношения при затирании  зависит состав сусла и тип  пива. Для светлого пива следует  выбирать от 300 до 400 л на 100 кг засыпи. Тем самым достигается ускорение  ферментационных реакций. Для темного  пива выбирают более густое соотношение  от 300 до 350 л на 100 кг засыпи.

     

     При добавлении засыпи возникают потери из-за образования пыли. Чтобы снизить  потерю в заторную трубу встраивают смачиватель. В этих устройствах  вода с температурой, равной температуре  начала затирания, движется вместе с  помолом и при этом происходит перемешивание без образования  комков. Качества продукта резко снижается  при попадание в затор кислорода, поэтому воду в смачиватель подают с пониженным содержание кислорода (деаэрированную), что позволяет добиться:

     улучшенного расщепления β-глюканов и с ними расщепление крахмала;

     повышенной  конечной степени сбраживания;

     более быстрой фильтрации затора;

     пониженной  цветности сусла и пива;

     улучшенного вкуса пива;

     повышенной  стойкости вкуса.

     Число оборотов мешалки должно соответствовать  диаметру котла, а ее окружная скорость не должна превышать 2 м/с (максимум 3 м/с), иначе в частях затора возникают  усилия сдвига, которые могут изменить в нежелательную сторону коллоидное состояние компонентов затора.

     Перекачка затора осуществляется насосом (поз. 26) из заторного аппарата в фильтрационный аппарат (поз. 27) на фильтрацию. 

2.3 Фильтрация затора

     

     

     Фильтрационный  аппарат изготавливают из нержавеющей  стали, изолируя боковые стенки для  предотвращения охлаждения. Также уделяется  особое внимание герметичности, чтобы  сделать по возможности доступ кислорода  минимальным. Появление кислорода  на данной стадии губительно для дальнейшего  производства пива. Сита в фильтрационном аппарате изготавливают из нержавеющей  стали в виде сварных решеток  из профильных элементов с щелевыми отверстиями шириной от 0,7 до 0,9 мм, живое сечение которых составляет до 12%, или в виде сит с фрезерованными щелевыми отверстиями 0,7х80 мм с живым сечением от 8 до 10%. Допустимая удельная нагрузка сита составляет от 140 до 175кг/м². Сита расположены на 20мм выше дна чана, что позволяет путем размещения под ситами распылительных форсунок без проблем промывать подситовое пространство. На дне имеются суслоотводные отверстия с выпускным конусом (на 1м² площади дна чана, приходится одно суслоотводное отверстие).

     Фильтрование  затора является процессом, при котором  дробина берет на себя роль фильтрующего материала. Фильтрование происходит в  две основные фазы, отдельно следующие  друг за другом:

     сбор  первого сусла;

     выщелачивание дробины путем вымывания задержанных  в ней экстрактивных веществ  промывными водами.

     Сначала идет вытеснение загрязнений и пузырьков  воздухав аппарате путем подачи горячей  воды через распылительные форсунки, нагревая тем самым сами сита. Затор  пропускается через фильтрационный аппарат. Далее идет фильтрационная пауза, которая длится от 5 до 30 минут, в ходе которой идет расслаивание затора на 3 слоя:

     нижний  слой – тонкий слой из крупнодисперсных и тяжелых частиц;

     основной  слой – самый толстый слой образованный дробиной;

     верхний слой – тонкий слой наиболее легких частичек затора.

     Верхний слой препятствует равномерному выщелачиванию, поэтому его разрыхляют. В результате этого в аппарате образуется слой дробины, который будет выполнять  функцию фильтра. Мутное сусло заново фильтруют с дальнейшим промыванием.

     Первичное сусло собирается и отводится  в сусловарочный аппарат (поз. 31). Промывную воду от промывки дробины  собирают в сборник (поз. 29), где подогревают  до температуры от 76 до 78°С. Эту воду по мере надобности насосом (поз. 30) направляют на использование при затирание в заторные аппараты (поз. 25) или на промывку дробины в фильтрационный аппарат (поз. 27).

     Оставшуюся  после фильтрации дробину, из фильтрационного  аппарата насосом (поз. 56) нагнетают  в бункер (поз. 33). Часть дробины  реализуется для нужд сельского  хозяйства.

     

     

     

2.4 Варка солода 

     Прозрачное  сусло и промывные воды самотеком  поступают в варочный цех в  один из шести посудных сусловарочных  аппаратов (поз. 31, котел). Частота вращения варочного аппарата с применением несоложеного сырья 23% от 6 до 7 об/сут. Единовременная засыпь – 8,5 тоннзернопродуктов.

     Котел - аппарат из нержавеющей стали  шарообразной формы с вогнутым к  центру дном, что обеспечивает в  свою очередь лучшую циркуляцию сусла  по направлению от центра к боковым  стенкам. Перемешивание сусла осуществляется мешалкой.

     Пар подводится в паровую рубашку, расположенную  на наружной стенке дна аппарата с  избытком давления от 2 до 3 бар (при  температуре от 133 до 143°С). Пар отдает свою теплоту суслу и конденсируется. Конденсированную воду отводят в парогенератор и снова используют. При паровом обогреве идет равномерное распределение тепла. При кипении на дне образуются пузыри, которые проходя сквозь сусло, удаляют нежелательные летучие компоненты и вызывает дополнительное перемешивание сусла.

     Сусло интенсивно кипятится в теченииот 1 до 2 часов с добавлением хмеля, который при совместном кипячении  придает пиву желаемую горечь. Очень  важно строго следить за дозировкой, моментом внесения очередной порции хмеля. В процессе кипения происходит уваривание сусла до заданной плотности  и охмеления и переход в  сусло горьких и ароматических  веществ хмеля. Также проходит стерилизация, разрушение всех ферментов, коагуляция белков, повышение кислотности сусла  и цветности.

     Горячее сусло из сусловарочного аппарата (поз. 31), подается в хмелеотборный аппарат (поз. 35) который по своему устройству напоминает воронку с мелкой решеткой, на которой сусло сцеживают, отделяя  хмелевую дробину.

     

     Далее горячее сусло перекачивают насосом (поз. 36) в чан турбулентный (поз. 37) для дополнительной отчистки от дробины. Из турбулентного чана насосом (поз. 34) сусло направляют на пластинчатые теплообменники (поз. 38).

     Теплообменники  состоят из большого числа тонких металлических пластин, расположенных  параллельно. При этом узкие пространства между пластинками служат для  чередующихся потоков сусла и  охлаждающей воды. В этих аппаратах  температура сусла снижается  до температуры начала брожения (от 5 до 6°С), так как дрожжи способны сбраживать сусло только при низких температурах.

     При продолжительном пребывании при  промежуточных температурах возрастает опасность размножения вредных  для пива микроорганизмов. Во время  процесса охлаждения первоначальное прозрачное сусло мутнеет из-за образования  взвесей холодного сусла, которые  следует удалять и проводить  аэрацию, что обеспечит более  быстрое брожение и созревания сусла. Аэрацию производят только при низких температурах, иначе это приводит к сильному окислению, из-за которого повышается цветность и появляется нехарактерная горечь. Далее сусло  направляется в бродильные чаны (поз.39). 

2.5 Брожение солода 

     Бродильное  отделение включает в себя 72 бродильных чана из нержавеющей стали с рабочей  вместительностью 25000 л каждый.

     

     В ток сусла из дрожжевого отделения, через специальную емкость для  задачи дрожжей (монжю) (поз. 40), в бродильную емкость задаются семенные дрожжи. Дрожжи равномерно дозируются в перекачиваемое сусло. Главное брожение длится от 7 до 10 суток (в зависимости от сорта  пива). В процессе брожения образуется излишнее тепло, которое постоянно  отводится. Отвод тепла осуществляется через охлаждающие рубашки при  использовании пресной ледяной воды охлажденной до +1°С при помощи аммиака.

     По  окончании главного брожения зеленое  пиво, предварительно охлажденное до +5°С, снимается с дрожжевого осадка и направляется через теплообменник (поз. 42) на дображивание в лагерные танки (поз. 43). Дрожжи с бродильных чанов направляются в ванну (поз. 41) дрожжевого отделения для подработки и хранения и дальнейшего многократного использования. Дображивание пива протекает в лагерном подвале при температуре от 0 до 3°С. Всего лагерный подвал включает в себя 76 лагерных танков, 44 из них вместимостью по 100000 л и 32 по 50000 л.

     Также предприятие имеет в своем  распоряжении цех цилиндроконических бродильных и лагерных танков (ЦКТБ и ЦКТЛ). Отличие состоит в том, что в ЦКТ процесс брожения, доброжения и созревания проходит в  одном аппарате [1]. Это обеспечивается высоким контролем подачи кислорода. Подача кислорода интенсивно ускоряет процесс брожения. Когда брожение почти прошло кислород перекрывают  и отбираю дрожжи. Далее идет процесс  дображиваниябез дрожжей и созревание пива.

     Цилиндроконические  танки изготавливаются с верхней  частью в виде цилиндра и нижней в виде конуса. Такая форма дает возможность хорошо и полно отделять от пива осевшие дрожжи, а также  улучшает опорожнение и мойку  танка. Материалом для изготовления служит нержавеющая сталь.

     Предъявляются высокие требования не только к материалу, но и к качеству внутреннего покрытия. Оно должно иметь как можно  меньше шероховатостей и углублений, в которых могут оседать инфицирующая микрофлора губительная для пива. Это обеспечивается шлифовкой и  тщательным контролем при сборке.

     

     Объем загружаемого сусла не должен превышать 20–27 метров в зависимости от конструкции  танка. Свободно пространство для подъема  пены должно составлять от 18 до 25% от объема начального сусла. Заполнение и опорожнение ЦКТ осуществляется исключительно снизу по причине простоты. Заполнение сверху приводило бы к лишнему попаданию кислорода. ЦКТ соединяется с несколькими трубопроводами:

     - с трубопроводом подачи сусла;

     - с линией снятия дрожжей;

     - с трубопроводом откачки пива;

     - с трубопроводом подачи и возврата моющего агента.

     Верхняя часть танка называется куполом  танка. Купол доступен для обслуживания и содержит арматуру, размещенную  в плите, находящейся в центральной  части купола. Купольная арматура защищена от воздействия погодных условий  и состоит из:

     - предохранительного клапана;

     - вакуумного клапана;

     - системы для мойки купольной арматуры, подключенной к линии подачи моющих растворов;

     - датчика уровня (для защиты от переполнения);

     - датчика для измерения давления в танке.