Производство пива

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Пиво является игристым, освежающим напитком с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом, насыщенный углекислым газом, образовавшимся в процессе брожения. Оно утоляет жажду, повышает общий тонус организма, способствует более правильному обмену веществ, т.к. содержит витамины В1, В2, В6, Н, РР.

Высокий уровень современной технологии достигнут благодаря развитию как технической микробиологии и биохимии, так и энергетики. Изобретение паровой машины весьма благоприятно сказалось на развитии пивоварения. Важнейшим технологическим новшеством для пивоварения явилось изобретение холодильной машины. Изобретения в области электричества также открывали широкие пути и возможности для развития техники.

При приготовлении пива протекает многие физико-химические, биохимические и другие процессы, обуславливающие качественное и вкусовые показатели готового продукта.

Управление этими процессами и получения напитка высокого качества требует от рабочих знания технологии и оборудования, передовых приемов работы, высокой ответственности за порученное дело. В условиях современной, жесткой конкуренции способность пива сохраняться достаточно долго стала обязательным условиям его успешной реализации. В этом пивоварам обычно помогают качественная фильтрация и, как дополнение к ней пастеризация. К сожалению, оба этих способа искажают исходную органолептику пива, но радикальной альтернативы им пока что нет. Необходимая степень прозрачности пива традиционно достигается за счет качественной фильтрации. Под фильтрацией, в данном случае, понимается отделение от пива взвешенных частиц, дрожжевых клеток и микроорганизмов.

1. Описание аппаратурно-технологической схемы

ЦКТ 1 заполняют суслом и дрожжами снизу. При главном брожении в первые сутки брожения поддерживают аэробные условия, в последующие - анаэробные, температура не должна быть очень низкой. По окончании главного брожения, протекающего в течение 5 суток, отделяют дрожжи и направляются в сборник избыточных дрожжей 2 или в сборник семенных дрожжей 3. Затем в течение 10 суток проводят дображивание. Для дображивания необходимы анаэробные условия и низкая температура.

По окончании дображивания пиво насосом 4 передают на сепаратор 5 и затем на теплообменник 6. Сепаратор используют для отделения остаточных дрожжей, также происходит отделение высокомолекулярных коллоидов. После сепаратора пиво направляют на намывной кизельгуровый фильтр 7, который служит для максимального отделения коллоидов, также может быть отделено небольшое количество дрожжей, а из него передается в буферную емкость 8 которая установлена чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление оборудования. Затем пиво насосом 4 через теплообменник 6 подают в карбонизатор 9, где насыщают пиво диоксидом углерода.

Фильтрованное и насыщенное диоксидом углерода пиво поступает в форфас 10, где его выдерживают 4-6 часов. За это время происходит более полное растворение в пиве диоксида углерода. Для сохранения в форфасе низкой температуры он теплоизолирован.

Из форфаса пиво направляют на линию розлива в бутылки, на пастеризацию и в склад готовой продукции.

2. Продуктовый расчет

Светлое пиво

1. Определение выхода экстракта в варочном цехе из 100 кг зернового сырья.

Светлый солод высокого качества 90%, карамельный солод 10%,=>масса их равна

Q¹=90 кг, Q²=10 кг

1.1.

1.2.

1.3.

1.4.

1.5.

2. Определение количества промежуточных продуктов и готового пива.

2.1.

2.2.

2.3.

2.4.



2.5.

Семенные дрожжи

10 дал холодного сусла - 0,8 л

2.6.

2.7.

3. Определение расхода хмеля, ферментных препаратов и молочной кислоты.

3.1. Расход хмеля

17,93%

Расход горького гранулированного хмеля (б = 12%)

Расход ароматного хмеля



3.2. Расход молочной кислоты

Используем 80% молочную кислоту

На 100 кг сырья используют 0,08 кг 100% молочной кислоты=>

0,08*100/80=0,1 кг

4. Определение количества отходов

4.1. Избыточные дрожжи

4.2. Диоксид углерода

10 дал товарного пива - 0,15 кг CO₂

4.3. Дробина солодовая

Из 100 кг сырья образуется 204,9 кг дробины W=88%

4.4. Шлам сепараторный

Из 100 кг сырья образуется 1,75 кг шлама W=80%

4.5. Исправимый брак пива из цеха розлива (2%)

4.6. Кизельгуровый осадок

Темное пиво

1. Определение выхода экстракта в варочном цехе из 100 кг зернового сырья.

Светлый солод высокого качества 92%, карамельный солод 6%, жженый солод 2%, следовательно, Q¹=92 кг, Q²=2 кг, Q³=6 кг

1.1.



1.2.

87,42+1,88+5,64=94,94 кг

1.3.

1.4.

1.5.

2. Определение количества промежуточных продуктов и готового пива.

2.1.

2.2.

2.3.

2.4.

2.5.

Семенные дрожжи

10 дал холодного сусла - 0,8 л

2.6.

2.7.

3. Определение расхода хмеля, ферментных препаратов и молочной кислоты.

3.1. Расход хмеля

12,5%

Расход горького гранулированного хмеля (б = 12%)

3.2. Расход ароматного хмеля

3.3. Расход молочной кислоты

Используем 80% молочную кислоту

На 100 кг сырья используют 0,08 кг 100% молочной кислоты=>

0,08*100/80=0,1 кг

4. Определение количества отходов

4.1. Избыточные дрожжи

4.2. Диоксид углерода

10 дал товарного пива - 0,15 кг CO₂

4.3. Дробина солодовая

Из 100 кг сырья образуется 210,8 кг дробины W=88%

4.4. Шлам сепараторный

Из 100 кг сырья образуется 1,75 кг шлама W=80%

4.5. Исправимый брак пива из цеха розлива (2%)

4.6. Кизельгуровый осадок

Сырье и продукты	Светлое	Темное	На годовую выработку пива
	На 100 кг зернового сырья	На 1 дал	На 1,2 млн. дал	На 100 кг зернового сырья	На 1 дал	На 2,8 млн. дал
Зерновое сырье, кг
Светлый солод выс. качества	90	1,78	2,136*106	92	2,36	6,6*106	8,736*106
Карамельн. солод	10	0,19	0,228*106	6	0,15	0,42*106	0,648*106
Жженый солод	-	-	-	2	0,05	0,14*106	0,14*106
Всего	100	1,97	2,364*106	100	2,57	7,2*106	9,564*106
Другие виды сырья, кг
Хмель горький гранулированный	0,385	0,0076	0,009*106		0,0045	0,0126*106	0,0216*106
Экстракт хмель	-			0,023	0,0006	0,00168*106	0,00168*106
Хмель ароматный гранулированный	0,272	0,0053	0,0063*106	-	-	-	0,0063*106
Молочная кислота (80%)	0,1	0,0019	0,0023*106	0,1	0,0025	0,007*106	0,0093*106
Промежуточные продукты и товарное пиво, дал
Сусло горячее		1,15	1,38*106	45,82	1,18	3,304*106	4,684*106
Сусло холодное		1,08	1,296*106	43,07	1,11	3,1*106	4,396*106
Пиво нефильтрованное	53,17	1,05	1,26*106	41,74	1,07	3*106	4,26*106
Пиво фильтрованное	50,7	1,003	1,2036*106	39,8	1,023	2,86*106	4,0636*106
Дрожжи семенные		0,09	0,108*106	3,34	0,085	0,238*106	0,346*106
Пиво товарное	50,54	1	1,2*106	38,89	1	2,8*106	4*106
Отходы, кг
Дробина солодовая	204,9	4,05	4,86*106	189,2	4,865	13,6*106	18,46*106
Шлам сепараторный	1,75	0,035	0,042*106	1,75	0,045	0,126*106	0,168*106
Дрожжи избыточные	10,98	0,22	0,264*106	8,41	0,22	0,6*106	0,864*106
	18*104	3561,5	4273,8*106	42*104	10799,7	30239*106	34512,8*106
Кизельгуровый осадок		0,06	0,072*106		0,06	0,168*106	0,24*106

3. Расчет и подбор оборудования

Светлое пиво

ЦКТ

1. ==47

2. ==

3. = / = 1,296*10⁴ / 387*18,25*0,85=2 ЦКТ

Темное пиво

ЦКТ

1. ==13

2. ==

3. = / = 2,9428*10⁴ / 92*18,25*0,85=21 ЦКТ

= 18,25

Узел фильтрации

П = = 519 = 5190

Форфас для светлого пива

V = / = 1,2036* /365 = 33 (2 форфаса V=17 = 17000 дал)

Форфас для темного пива

V = / = 2,86* /365 = 79 (5 форфаса V=17 = 17000 дал)

Дрожжи избыточных дрожжей

V_{др. изб} = 4*10⁶/365 = 10959 л = 11м³ (1 сборник V = 11 м³).

Сводная таблица оборудования

№	Наименование	марка	Кол-во, шт	Производительность	Объем,	габариты	Мощность, кВТ
1	ЦКТ 1		2	-	390	-	-
2	ЦКТ 2		21	-	95	-	-
3	Т/о	П2	1	10 /ч	-	1025х315х 1,2	-
4	Рамный фильтр	Ш4-ВФН-14н	1	5600 л/ч	-	600х600	-
5	Кизельгуровый фильтр	Ш4-ВФН-14	1	7000 л/ч	-	-	-
6	Сепаратор	SE 161	1	6000 л/ч	-	-	-
7	Насос ц/б	ОНЦс 6,3/25-К	n	10	-	-	-
8	Карбонизатор	ВКП-6	1	600 дал/ч	-	100х1100х2500	-
9	Форфас 1	-	2	-	17000 дал	-	-
10	Форфас 2	-	5	-	17000 дал	-	-

4. Производственная санитария

Все помещения цехов брожения, осветления, хранения, розлива в бутылки, а также помещения для мойки тары подвергаются тщательной санитарной обработке. Мойку ЦКТ проводят в циркуляционном режиме в несколько стадий:

1. Промывка танка водой.

2. Щелочная мойка (для удаления органических веществ с поверхности танка).

3. Ополаскивание танка водой после водоподготовки (для удаления остатков щелочного средства).

4. Дезинфекция.

5. Промывка с целью удаления дезинфицирующего средства.

Насос и т/о промывают водой в циркуляционном режиме, а раз в неделю моют с использованием щелочных моющих растворов.

Приемные сборники для пива моют ежедневно и один раз в неделю дезинфицируют антиформином или раствором хлорной извести. Разливочные автоматы до розлива и после розлива продукции промывают чистой водой. Пивопровод между фильтрационным отделением и разливочными машинами пропаривают со стороны фильтрационного отделения один раз в неделю в течение 15 мин.

Дезинфицирующие средства на основе надуксусной кислоты

продукт	Характеристика продуктов	Условия применения
Lerasept forte	Продукт на основе надуксусной кислоты и перекиси водорода, не содержит ПАВ, возможность CIP. Обладает высокоэффективным антибактериальным действием. Содержание надуксусной кислоты составляет» 15%	0,1 ~ 0,5%, 5°C ~ 50°C, 5,01
Lerasept spezial LF	Продукт на основе перекиси водорода и надуксусной кислоты, не содержит ПАВ, возможность CIP. Обладает эффективным антибактериальным действием. Содержит серную кислоту, возможность определения концентрации продукта по электропроводности. Содержание надуксусной кислоты составляет» 7,5%	0,2 ~ 1%, 5°C ~ 50°C, 4,3
Lerasept spezial	Продукт на основе перекиси водорода и надуксусной кислоты, не содержит ПАВ, возможность CIP. Обладает эффективным антибактериальным действием. Содержание надуксусной кислоты составляет» 5%	0,2 ~ 1%, 5°C ~ 50°C, 4,4
Lerasept spezial SR	Пенный моющий и дезинфицирующий продукт на основе перекиси водорода, надуксусной кислоты и органической кислоты. Обладает эффективным антибактериальным действием. Содержание надуксусной кислоты составляет» 1%	2 ~ 5%, 5°C ~ 50°C80°C, 4,3

5. Промышленная экология

В пивоваренном производстве при переработке сырья образуются пивная дробина, хмелевая дробина, белковый отстой, остаточные (избыточные) пивные дрожжи, диоксид углерода.

Пивная дробина - отход варочного цеха. Из 100 кг перерабатываемых зернопродуктов получают 125 - 130 кг сырой дробины с содержанием20 - 25% сухих веществ. Если ее высушить, то останется 27 кг сухой дробины влажностью 12%. На пивзаводах дробину не сушат, ее реализуют на корм скоту в сыром виде.

Хмелевую дробину из-за высокой горечи на корм скоту не используют, поэтому применения в народном хозяйстве она не находит. Из 1 кг сухого хмеля получают около 4 кг влажной хмелевой дробины.

Белковый отстой получают при охлаждении и осветлении пивного сусла. Из 100 кг перерабатываемых зернопродуктов выходит 2 - 3 кг белкового отстоя влажностью 80%. Из-за сильной горечи он также на корм скоту не используется.

Остаточные пивные дрожжи являются ценным пищевым продуктом, состоящим из белков, углеводов, жиров, они богаты витаминами. Благодаря высокому содержанию витаминов пивные дрожжи имеют высокую биологическую ценность и приминяются для лечебных целей, а также используются в качестве добавок в некоторые пищевые продукты. От 100 л вырабатываемого пива остается примерно 1 кг густой массы дрожжей, содержащей 0,14 кг сухих веществ. Выход очищенных дрожжей из 1 л жидких дрожжей составляет 80 - 85%. Дрожжи для медицинских целей сушат и выпускают в виде таблеток или порошка.

Диоксид углерода образуется в основном при главном брожении. Его можно превратить в товарный продукт - сжиженный и твердый (в виде брикетов) углекислый газ. При ведении брожения в закрытых бродильных аппаратах на 100 л пива получают 1,25 - 1,5 кг товарного сжиженного диоксида углерода.

Технохимический контроль

Объект контроля	Контролируемые показатели	Периодичность контроля	Метод контроля
Молодое пиво	Массовая доля сухих веществ	В каждом бродильном танке	сахаромер
Семенные дрожжи	Температура воды в ванночках	В каждой ванночке с дрожжами	Термометр ТС-4
Пиво в танках	Шпунтовое давление	постоянно	манометр
Пиво предназначенное к выпуску	Органолептические показатели	Ежедневно в средней пробе от каждой партии	ГОСТ 3473-78
	Содержание спирта	- // -	ГОСТ 12787-81
	Действительный экстракт	- // -	ГОСТ 12787-81
	Массовая доля сухих веществ в начальном сусле	- // -	ГОСТ 12787-81
	Действительная степень сбраживания	- // -	-
	Кислотность	- // -	ГОСТ 12788-81
	Цветность	- // -	ГОСТ 12789-81
Пиво в сборниках	Давление, температура	В каждом сборнике ежедневно	Титриметрический

6. Анализ моющих и дезинфицирующих средств для бродильных танков

При выборе моющих и дезинфицирующих средств, следует провести критический анализ предлагаемых средств с целью установления наибольшего эффекта с учетом химической природы загрязнений, инфицирующей микрофлоры, а также метода обработки. Важно учитывать влияние моющих и дезинфицирующих веществ на состав стоков.

Моющие средства следует выбирать в зависимости от вида удаляемого загрязнения. При органической природе загрязнений рекомендуется применять нейтральные моющие средства и щелочи. Хлор и не содержащие хлора оксиданты способствуют усилению эффекта от применения щелочных моющих растворов, в частности способствуют растворению и окислению таких органических соединений, как белок и смолы.

При неорганической природе загрязнений, например при отложениях пивного камня, используют кислотные моющие средства.

Обычно помимо основных моющих компонентов (щелочи, кислоты, соли) в состав моющих препаратов входят тензиды, стабилизаторы, комплексообразователи, растворители.

Активность компонентов, входящих в моющие средства

свойства	Вещества, входящие в моющие препараты
	NaOH			полифосфаты	гексаметофосфат	EDTA	Фосфоновые кислоты
Смачивание	1	1	2	1	1	-	5
Растворение белка	5	2	2	2	0	0	0
Эмульгирующие и диспергирующие свойства	1	1	4	3	4	0	4
Растворения кальция	0	0	0	1	1	5	0
Предотвращение отложения нерастворимых комплексов	0	0	0	3	4	5	0
Бактерицидные свойства	5	1	2	0	0	2	2
смываемость	1	1	3	2	2	1	5

Примечание. 1 балл - минимальный эффект, 5 баллов - максимальный.

К моющим веществам следует предъявить следующие требования:

· Вещества должны обладать не только моющим, но и дезинфицирующим эффектом.

· Они должны хорошо растворять загрязнения и быстро смываться.

· Вещества не должны иметь цвета, вкуса и запаха и должны быть безвредными для человека.

· Препараты должны иметь низкое поверхностное натяжение для глубокого проникновения активного агента в слой загрязнений.

· Они должны хорошо диспергироваться.

· При использовании метода мойки СИП все материалы должны иметь низкое пенообразование.

При выборе моющих веществ следует руководствоваться совместимостью активных компонентов с материалом очищаемой поверхности.

Совместимость различных материалов с моющим средствами

Материал поверхности	Вещества
	NaOH			полифосфаты	гексаметофосфат	ЕДТА	Фосфоновые кислоты
Нержавеющая сталь	+	+	+	+	+	+	+
Черная сталь	+	+	+	+	+	+	+
Медь	+	+	+	+	+	+	+
Бронза	-	Небольшая коррозия	Небольшая коррозия	+	+	+	+
Резина	+	+	+	+	+	+	+
Алюминий	-	+ при использовании ингибитора	+	+	+	+	+

Примечание. (+) - совместимы; (-) - несовместимы.

При выборе дезинфицирующих средств следует учитывать целый ряд факторов, в том числе:

Ш Препарат в рабочих концентрациях должен быть нетоксичен для человека;

Ш Скорость проявления бактерицидного эффекта при низкой белковой чувствительности к другим органическим компонентам загрязнений;

Ш Широкий спектр действия на все виды контаминирующих пиво микроорганизмов;

Ш Бактерицидная активность должна проявляться при рабочей температуре обрабатываемого объекта;

Ш Получение бактерицидного действия при низких концентрациях активного агента;

Ш Совместимость со всеми видами материалов;

Ш Отсутствие пенообразование.

Сравнение рабочих характеристик дезинфицирующих средств

Свойства	Активная часть дезинфицирующих веществ
	Соединения хлора	перекиси	НУК	Четвертичные соединения аммония	Галогеноуксусные кислоты	альдегиды	Йодсодержащие соединения
Стойкость при хранении	0	+	+	++	+	+	0
Коррозионный эффект	-	+	0	+	+	++	+
Пенообразование	+	++	++	-	++	++	-
Смываемость	+	++	+	-	+	+	-
Экологичность	-	++	++	+	-/+	++	-
Активная область рН	Щ-Н	Н-К	К	Щ-К	К	К-Н	К
Безопасность остатков	+	++	++	-	0/-	-	-
Стабильность загрязненных растворов	-	0	-	+	+	+	-

Примечания. (++) - очень хорошо; (+) - хорошо; (0) - удовлетворительно; (-) - плохо.

Щ - щелочная область величины рН, Н - нейтральная область, К - кислотная область.

В этой таблице приведены требования к программам мойки и дезинфекции в различных цехах.

Моющие и дезинфицирующие щелочные средства.

Наибольшее распространение в пивоварении получили щелочные средства: натрия карбонат (кальцинированная сода) и гидроксид натрия (каустик, каустическая сода). Эти вещества входят во многие моющие и дезинфицирующие средства.

Препараты для пенной мойки.

Пенная мойка применяется для открытых поверхностей, в том числе поверхностей грязных бутылок. Преимущество такого способа заключается в резком сокращении затрат ручного труда и эффективности процесса мойки.

Требования к программе мойки и дезинфекции

Оборудование и трубопроводы	Характер загрязнений	Материал оборудования	цель	Принцип мойки
Трубопроводы для сусла	Смолы, меланоидины, м/о	Нержавеющая сталь	Чистая поверхность, отсутствие контаминантов	Щелочная с/без окислителей
Бродильные аппараты	Пиво, дрожжи, белок, пивной камень, контаминанты	Нержавеющая сталь, AL, облицовка	Отсутствие микробов на поверхности	Щелочная, кислотная
Лагерные танки	Нефильтруемый осадок, белок, смолы, пивной камень, контаминанты, дрожжи	Нержавеющая сталь, AL, облицовка
Система трубопроводов	Пиво, коллоидные осадки, дрожжи, бактерии	Нержавеющая сталь		Кислотная, иногда щелочная

Моющие и дезинфицирующие щелочные средства

компонент	Название препарата	pH 1% р-ра	Рабочая концентрация, %	Область применения	Примечания
NaOH	Каустик, каустическая сода	12	2-3	Мойка оборудования и трубопроводов	Дезинфекция при температуре выше 850С
Na2CO3	Сода кальцинированная	-	0,5-2	Мойка емкостей	Образует в жесткой воде твердые осадки CaCO3
Каустик, комплексообразователь, ингибтор коррозии	Рималкан АФ	12,5	1-2	Мойка танков и бочек	Разработано для алюминиевых поверхностей. Не пенится. Температура примерно 0 - 950С
Каустик, комплексообразователь, гипохлорит натрия (содержание хлора 360 мг/дм3)	Роналин РД ФЛ	11,1	0,5 - 2,0	Мойка и дезинфекция танков, теплообменников, трубопроводов и т.д.	Температура применения 10 - 400С (для AL танков до 350С). Повторно не используют. Не вызывает коррозии.
Щелочное средство	ФТ-80 СИП	-	1-3	Для оборудования из нержавеющей стали и AL	Обработка при температуре 20-800С
	ФТ-92 П	-	0,5-2,0	Обработка любого оборудования	Гранулы. Ручная обработка при температуре 20-400С
Слабощелочное средство (порошок)	ALU-cleaner-SCL	-	1-3	Для удаления известковых отложений и пивного камня. Для оборудования из нержавеющей стали, AL, ПВХ и ПП	Для ручноймойки и мойки по методу СИП. Высокоэффективное моющее средство. Можно использовать для СИП-мойки в атмосфере СО2
Щелочное средство (жидкое)	ALU-cleaner-SX	-	1-3		Для ручной мойки и мойки по методу СИП. Высокоэффективное моющее средство. Можно использовать для СИП-мойки
Сильнощелочные средства (жидкие)	Tanc cleaner-A-NK	-	1-3	Для оборудования из нержавеющей стали, AL, пластика	СИП-мойка. Температура обработки до 850С. Содержит добавки от накипи и пеногасители
	CIP-cleaner-CL-EXTRA	-	2		СИП-мойка, и мойка методом заполнения. Содержит добавки от накипи и пеногасители. Эффект мойки и дезинфекции.

Препараты, рекомендуемые для пенной мойки различных поверхностей оборудования.

Препараты для пенной мойки

Название препарата	Состав препаратов	Рабочая концентрация, %	Область применения
Active foam disinfectant	Щелочное средство	2-5	Для поверхностей из нержавеющей стали, пластмассы, бетона, керамики
Cleancer for Floors-Br-OG		1-10	Керамическая плитка, бетон, ПВХ- и ПП-пластики
Active foam Cleancer-PT	Кислотное средство	2-5	Для поверхностей из нержавеющей стали, ПВХ- и ПП-пластики
Neomoscan TE-S	ПАВ+гипохлорит+натрия+фосфаты	1-50	Обработка поверхностей, внешняя мойка оборудования и линий розлива
Niroklar S 55	ПАВ+фосфорная к-та	1-5

Список литературы

пиво брожение оборудование сырье

1. Герасимова В.А. Товароведение и экспертиза товаров. - 2005

2. Иванченко О.Б., Меледина Т.В. «Санитария и гигиена на пивоваренном производстве»

3. Калунянц К.А. Дипломное проектирование заводов по производству пива и безалкогольных напитков. - М.: «АГРОПРОМИЗДАТ», 1987

4. Муравицкая Л.В. Технохимический контроль пивоваренного и безалкогольного производств. - М.: «АГРОПРОМИЗДАТ», 1987

Размещено на Allbest.ru