Проект варочного отделения пивоваренного завода

Содержание

 

Введение	3
1 Выбор, обоснование и  описание технологической схемы
1.1 Выбор и обоснование  технологической схемы	5
1.2 Описание технологической  схемы производства	10
2 Расчёт продуктов	12
3 Расчёт и подбор оборудования	28
Заключение	38
Список используемой  литературы	39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Пиво  – древний напиток, ему более 9 тыс лет. Зародившееся в древнем Вавилоне оно распространилось в древнем Египте, Персии, Греции, Риме и других странах Европы. Тогда хмель ещё не применяли, вместо его использовали другие травы: корицу, имбирь, можжевельник и т.д. с началом использования хмеля считается начало производства пива. Хмель – самая дорогая культура в производстве пива.

Пиво  – игристый, освежающий напиток  с характерным хмелевым ароматом и горьким вкусом. Вследствие насыщенности углекислым газом и содержания небольшого количества этилового спирта пиво не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека.

В пиве кроме  воды, этилового спирта и  диоксида углерода содержится значительное количество питательных и биологически активных веществ: белков, углеводов, микроэлементов и витаминов. В нём содержится почти все витамины: В1, В2, Н, В6, РР и ряд других, т.к. дрожжи – носители всех витаминов. Это отличает пиво от других алкогольных напитков и позволяет причислить его к напиткам питания. Калорийность 1 литра пива составляет 400 – 800 ккал., из них 50 % приходится на спирт, его экстракт легко и полностью усваивается организмом.

Основное  сырье для производства пива является ячменный солод, хмель и вода. Также для производства некоторых сортов пива часть солода заменяется несоложеными зернопродуктами (дробленым ячменем, рисовой крупой, гречихой и др.).

Вкус и  аромат пива определяют экстрактивные  вещества, которые  были извлечены  из зернового сырья, горькие и  ароматические вещества хмеля, а  также алкоголь, диоксид углерода и другие продукты брожения.

Основной  процесс при производстве пива – это сбраживание содержащихся в сусле сахаров в спирт и двуокись углерода, для этого, прежде всего надо превратить первоначально нерастворимые составляющие солода в сбраживаемые сахара. Это превращение и растворение составляющих является целью производства солода, который затем используется для получения сусла. Тем самым создается исходная основа для сбраживания сусла в бродильном и лагерном отделении. А приготовление сусла происходит в варочном цеху.

Производство  охмеленного сусла состоит из трех основных процессов:

1) затирание  – перевод экстрактивных веществ  из перерабатываемого солода  в раствор. Затирание включает  смешивание дробленого солода, несоложенного  зернового сырья  с водой,  нагревание и выдержку полученной  смеси при определенном температурном  режиме.

Цель  затирания состоит в экстрагировании  растворимых веществ солода и  несоложенного зерна и превращение  под действием ферментов большей  части нерастворимых веществ  в растворимые вещества.

2) фильтрации  осахаренного затора; после осахаривания  сусло, а после и промывные  воды необходимо отделять от  нерастворимых частиц солодовой  дробины. Необходимо, чтобы сусло и промывные воды в сусловарочный котел поступали прозрачными и не увлекали за собой мелкие нерастворимые частицы, которые мешают в ходе дальнейшего производства.

3) охмеление  сусла путем кипячения его  с хмелем, целью которого является  стабилизация состава сусла и  ароматизация его хмелем. Кипячением  достигается упаривание сусла  до установленной концентрации  начального сусла, экстрагирование  ароматических и горьких веществ,  разрушение ферментов, коагуляция  белков, стерилизация сусла.

Основными аппаратами для приготовления сусла являются заторные, фильтрационный и сусловарочный  аппараты, которые соединены между  собой трубопроводами в единую систему, называемую варочным агрегатом.

В схеме агрегата имеются насосы для перекачивания  заторной массы, мутного сусла и  горячего охмеленного сусла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Выбор, обоснование и описание

технологической схемы

 

1.1 Выбор и обоснование технологической  схемы

 

Оборудование  варочного отделения используется для производства охмеленного сусла. Оно размещается в отдельном  специально предназначенном для  этого корпусе.

Здание должно находиться вблизи котельной и бродильного  отделения, чтобы подвод пара, воды и электроэнергии были как можно  короче и не возникали осложнения при транспортировке охмеленного  сусла на холодильные аппараты, а  из них в бродильное отделение. Вблизи варочного отделения должно быть место для отвода пивной и хмелевой дробины. Канализация варочного  отделения должна быть достаточных  размеров и оборудована так, чтобы  в канализацию не попадали грубые частицы пивной и хмелевой дробины, которые ухудшают качество сточных вод.

Современные варочные агрегаты рассчитаны на получение  высокого выхода при хорошем качестве сусла. Для этого они оснащены рядом дополнительных устройств, ориентированных  в первую очередь на возможно более  полное выщелачивание дробины. Поэтому  современные варочные агрегаты превосходят  по выходу экстракта старые варочные цеха с традиционным оснащением.

Варочные  цехи пивоваренных заводов оснащаются главным образом, агрегатами цилиндрической формы на 3,0 и 5,5 тонн, а в последнее  время и на 9-10 тонн единовременной засыпи зернопродуктов. Агрегаты засыпью 1 и 1,5 тонн утратили своё значение и  на новых заводах не устанавливаются.

Варочные  агрегаты могут быть двух -, четырех -, шестиаппаратными.

Агрегаты  с двумя аппаратами изготовляют  для небольших предприятий. Он состоит  из заторно-фильтрационного чана и  сусловарочного котла, одна и та же емкость наполняется дважды, но для  разных целей.  Заторно-фильтрационный чан служит для затирания и  осахаривания затора, отделения сусла  от дробины и последующего выщелачивания  дробины горячей водой. Для последней  операции в нем устанавливают  фильтрационные сита. При затирании  под фильтрационное дно проникают  неосахаренные частицы дробленого солода, которые могут вызвать  затруднения при осахаривании или  снизить выход экстракта.

За 24 часа на нем можно получить только две  варки, так что обслуживающий  персонал используется нерационально.

Для больших  заводов более пригодны агрегаты, состоящие из четырех посуд, так  называемые парные варочные агрегаты. Они состоят из двух заторных аппаратов для затирания затора и отварок, одного фильтрационного чана (без обогрева) для отделения сусла от дробины и одного сусловарочного котла для кипячения сусла с хмелем.

На больших  пивоваренных заводах используется шестипосудные  варочные агрегаты, состоящие из двух заторных котлов, двух фильтрационных чанов и двух сусловарочных котлов.

Для повышения  оборачиваемости, особенно крупных  аппаратов, дополнительно устанавливают  промежуточные сборники для горячего сусла, а также сборники промывных вод.

Аппараты  агрегатов цилиндрической формы, относительно больших размеров занимают помещения  высотой до 14 метров и располагаются  на двух площадках. Наличие двух изолированных  площадок затрудняет  наблюдение за работой агрегатов и усложняет  их обслуживание.

На небольших  и относительно старых предприятиях аппараты варочного цеха расположены  так, что фильтрационный чан располагается несколько выше и вблизи сусловарочного котла, так что сусло течет через фильтрационную батарею в котел самотеком.

В настоящее  время все аппараты располагаются  на одном уровне.

В современные  варочные цехи включают также дробильное отделение.

Типовые варочные агрегаты имеют еще один существенный недостаток, заключающий в диспрапорции между производительностью отдельных  аппаратов. В следствии разной длительности производственных операций оборачиваемость  четырехаппаратного варочного агрегата лимитируется медленной работой  фильтрационного аппарата, в связи  с тем не превышает четырех  оборотов в сутки, а шестиаппаратного - не более шести из-за недостаточной  оборачиваемости заторных аппаратов.

Поэтому разработаны  конструкции варочных агрегатов 3 и 10 тонн единовременной засыпи, позволяющие  повысить производительность варочных цехов при тех же засыпях зернопродуктов на 25-28%. Кроме того, трех тонные агрегаты РЗ-ВВЦ-З, 5,5тонный 10-тонный РЗ-ВВЦ-10 размещаются  на одной отметке, что упрощает управление агрегатом.

Зарубежными фирмами выпускаются варочные агрегаты прямоугольного сечения. Однако большинство  из них не получили широкого распространения. Особого внимания заслуживают 10-тонные варочные агрегаты фирмы “Steinechtr”. В следствии того, что все  аппараты, кроме фильтрационного, в этих агрегатах имеют прямоугольную форму, они наиболее компактно компонуются  и обладают повышенным теплообменом, что ускоряет оборачиваемость агрегата. Кроме того, конструкция фильтрационного аппарата обеспечивает интенсивное фильтрование сусла и быстрое удаление дробины из аппарата. По такому типу сконструированы варочные агрегаты Е-23 засыпью 5,5 тонн.

Установка одного 10-тонного варочного агрегата вместо двух 5-тонных позволяет увеличить  производительность варочного цеха в 1,5 – 1,7 раза, сократить около 10 человек обслуживающего персонала. Контроль и управление всеми технологическими операциями автоматизированы и осуществляются с помощью программирующего устройства с центрального пульта управления.

Различают в  основном две группы транспортных средств  которые применяются на пивоваренных заводах: механические, пневматические, с помощью которых сыпучий  материал перемещается по трубопроводам  потоком воздуха.

Механические  транспортные средства перемещают материал механическим путем. Различают: нории  или элеваторы для вертикального  перемещения, шнековые транспортеры, скребковые цепные транспортеры, ленточные транспортеры для горизонтального перемещения.

Пневматические  транспортные средства для перемещения  бестарных сыпучих материалов наряду с механическим транспортом на солодовенных и пивоваренных предприятиях широко применяют пневмотранспорт. Здесь  ячмень или солод перемещаются по трубопроводам мощным воздушным  потоком.

Преимущества  пневмотранспорта заключается в  следующем: можно перемещать большие  массы сырья, потребность в площадях не велика, в установке не остается остатков, нет опасности возгорания, пневмотрубопроводы можно делать изогнутыми. Однако следует заметить, что при  использовании пневмотранспорта возрастает энергопотребление.

Существует  два вида пневмотранспорта: всасывающие  установки с разрежением в  транспортном трубопроводе, нагнетательные пневмоустановки с избыточным давлением  в транспортном трубопроводе.

Количество  засыпи, применяемой для каждой варки, необходимо точно регистрировать. Это  важно для внутрипроизводственного  контроля, поскольку позже понадобиться знать, насколько эффективно было использовано израсходованное сырье. Это выполняют  путем расчета экстракта в  варочном цехе и после этого путем  расчета расхода количества солода на пива.

Контроль  количества засыпи осуществляется с  помощью автоматических весов. Находят  применение в основном две различные  системы:

• опрокидывающиеся весы;
• весы с открывающимся днищем, которые выпускаются в механическом или электронном исполнении.

Кроме этого, довольно распространены тензометрические весовые устройства для взвешивания  пустых или наполненных емкостей. С их помощью можно взвешивать также целый бункер с помолом.

При затирании  ферменты для расщепления веществ  солода должны иметь возможность  в них проникнуть. При увеличении степени измельчения площадь  воздействия ферментов возрастает, в связи с чем улучшается расщепление  веществ.

После окончания  процесса затирания проводится процесс  получения сусла, представляющий собой  фильтрационный процесс, при котором  оболочки (шелуха ) – в зависимости от вида примененного материала.

В настоящее  время стремятся получить: сухое  мучнистое тело, которое при дроблении  можно измельчить в любой степени, и как можно более влажные  и эластичные оболочки.

Степень измельчения  солода оказывает значительное влияния  на объем и фильтрующую способность  дробины.

На пивоваренных предприятиях чаще всего используют дробилки для сухого дробления. В  них сухой солод измельчается между попарно расположенными вальцами. По числу вальцов различают дробилки двух-, четырех-, пяти- и шести- вальцовые.

После вальцов  предварительного дробления помол  не должен содержать целых зерен. После вальцов для мякинных оболочек крупа, прилипшая к шелухе, должна быть размолота, а сама шелуха не должна получать сильных повреждений. Вальцы для крупки должны давать тонкую крупку, а не муку, так как она может  препятствовать процессу фильтрования.