Проектирование варочного цеха пивоваренного завода для пива "Мартовское"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Пиво - слабоалкогольный, игристый, освежающий напиток с характерным ароматом и приятным горьковатым вкусом. В пиве кроме воды, этилового спирта и диоксида углерода содержится значительное количество питательных и биологически активных веществ - это белки, углеводы и витамины. На первоначальной стадии приготовления, пиво поступает в сердце пивоварения - варочное отделение.

Актуальность темы заключается в том, что качество пивного сусла на прямую влияет на органолептические и физико-химические показатели будущего пива. Поэтому большое внимание уделяется именно этой технологической стадии.

Цель курсовой работы - проектирование варочного цеха пивоваренного завода для пива «Мартовское».

Задачи курсовой работы заключаются в следующем:

- в анализе схем и выбор оптимального варианта;

- в описании технологической схемы;

- в расчете продуктов и вспомогательных вариантов;

- в расчете и выборе оборудования;

- в анализе влияния состава помола на выход экстракта и качество готового пива.

Практическая значимость курсовой работы заключается в качественном производстве пива с помощью изученных в данной курсовой работе способов затирания.

1. Технологическая часть

1.1 Анализ схем и выбор оптимального варианта

Получение пивного сусла состоит из процессов приготовления затора, фильтрование его, кипячения сусла с хмелем.

Процесс приготовления затора называют затиранием. Его используют для смешивания солода с теплой водой, осахаривания и кипячения затора по частям в заторном аппарате.

Цель затирания является получение пивного сусла.

Затор можно готовить двумя способами: настойным (инфузионный) и отварочный ( декокционный). Общим для этих способов является выдержка затора при следующих температурах: 45…52 ^оС - для расщепления белковых веществ; 62…63 ^оС - для образования мальтозы; 70…72 ^оС - для осахаривания крахмала.

Выбор способа затирания зависит от конструкции варочных агрегатов, но в основном от вида приготовляемого пива и от качества солода.

- настойный способ заключается в том, что дробленный солод смешивают с водой и получают затор постепенно нагревают с паузами для оптимального действия ферментов. Преимущество такого способа в том, что упрощается сам процесс приготовления затора, снижается продолжительность затирания.

- отварочный способ состоит в том, что отдельные части затора (отварки) подвергают нагреванию при определенных температурах, кипятят и затем смешивают частью затора. С помощью этого способа создаются более благоприятные условия для действия ферментов. Но в то же время отварочный способ более длительный .

В зависимости от числа отварок различают одноотварочный, двухотварочный и трехотварочный способы затирания.

В данной курсовой работе были проанализированы способы затирания и выбран оптимальный вариант - двухотварочный способ. Данный способ способствует высокому выходу экстракта.

Двухотварочный способ - применяют для приготовления темных сортов пива, так как, с одной стороны, обеспечивается окраска, связанная с кипением, а с другой - принимаются во внимание продолжительность процесса по данному способу и относительно незначительное содержание ферментов в темном сусле.

При двухотварочном способе в заторном аппарате затирают 1/3 дробленного солода при температуре 40 ^о С . температура затора повышают до 52 ^оС ( 1 ^оС в минуту) и выдерживают в течение 15…30 мин. Далее из заторного аппарата Ѕ….1/3 заторной массы медленно перекачивают в другой заторный аппарат при работе мешалок в обоих сосудах, где устанавливается температура 63 ^о С, выдерживают при температуре 20…30 мин, после чего затор медленно подогревают до 70…72 ^оС, выдерживают 20…30 мин, быстро доводят до кипения и кипятят 15…30 мин. Эта часть называется первой отваркой.

Далее первую отварку медленно перекачивают в основной затор, где устанавливают температуру 62…63 ^о С, и выдерживают в течение 10…15 мин. Затем 1/3 густой заторной массы перекачивают в заторный аппарат на вторую отварку, нагревают до 70…72 ^оС, выдерживают 20 мин, нагревают до кипения и кипятят 10…20 мин в зависимости от качества солода и сорта пива. После кипячения эту часть затора, называемую второй отваркой, перекачивают обратно в общий затор. Температура всего затора повышают до 70 ^оС и выдерживают 30 мин, проверяют осахаривание, и если оно неполное, затор подогревают до 72 ^оС и выдерживают до полного осахаривания, после чего вновь нагревают до 76…77 ^оС и перекачивают в фильтрационный аппарат.



1.2 Описание технологической схемы

Дробленые продукты в виде кашеобразной массы встроенным насосом подаются в заторный аппарат (1), где проводится затирание. Из заторного аппарата заторная масса заторным насосом (2) при проведении отварок передается в дополнительный заторный аппарат, доводят до температуры кипения, и медленно перекачивают в основной затор, затем в фильтрационный аппарат (3) при окончании затирания. Дробина выгружается в бункер для дробины (4) располагаемый непосредственно под фильтр-чаном, откуда насосам для дробины (5) подаются на утилизацию. Прозрачное сусло из фильтрационного аппарата сусловым насосом (6) перекачивается в сборник горячего сусла (7). Промывные воды по окончанию процесса выщелачивания из фильтрационного аппарата сусловым насосом (6) направляют в специальный сборник промывных вод (8). Из сборника промывные воды по мере необходимости передаются в заторный (1) или сусловарочный аппарат (10). Из сборника горячего сусла (7) сусло сусловым насосом (9) перекачивается в освободившийся от предыдущей варки сусловарочный аппарат (10), где происходит кипячение сусла с хмелем.

Охмеленное сусло из сусловарочного аппарата (10) насосом охмеленного сусла (9) подается в гидроциклон на осветление. Из гидроциклонного аппарат, а при помощи насоса (11) сусло отправляется на охлаждение в теплообменник и далее на аэрацию в аэратор.

1.3 Расчет продуктов и вспомогательных материалов

Расчет производится на 100 кг зернопродуктов, расходуемых для каждого наименования пива с последующим пересчетом полученных данных на 1 дал и на годовой выпуск продукции.

В расчете учитывается экстрактивность и влажность зернопродуктов, производительные потери экстракта. Расчет ведется согласно производственной рецептуре. Выпуск продукции рассчитывается по работе моечно-разливочного цеха в течение года.

Расчет производится при следующих условиях:

- производительность пивоваренного завода 3,5 млн. дал в год;

- ассортимент пива (в % к общему выпуску)

Таблица -1

Производственная программа

Сорт пива	Годовой выпуск; дал	Бутылки		Кеги	Банки
		%	дал	%	дал	%	дал
Мартовское	3500000	75	2625000	5	175000	20	700000

Таблица -2-

Характеристика сырья

Сырье	Влажность (W), %	Экстрактивность на сухое вещество (Э),%
Светлый солод	5,0	75
Темный солод	4,9	62
Карамельный солод	5,1	72

Таблица -3 -

Потери по стадиям производства

Потери	Сорт пива
	Московское
1 В варочном цехе: - экстракта в солодовой дробине (Пэ), % к массе зернопродуктов; - в хмелевой дробине на стадии осветления и охлаждении сусла (Пох), % к объему холодного сусла	2,8 6,0
2 В бродильном цехе ( о аппаратов бродильных до дображивания) Пбр, % к объему холодного сусла	2,3
3 В цехе дображивания и фильтрования (Пд ), % к объему молодого пива	2,7
4 При розливе (Проз), % к объему фильтрованного пива: - в бутылке - в кегах - в банках	2,0 - -

Определение выхода экстракта в варочном цехе из 100кг зернопродуктов

На дробление поступает полированного солода

m_п.с. кг, (1)

где m_п.с - масса полированного солода, кг;

m_с - масса солода, кг;

П_п - масса солода при полировке , %(0,5).

Светлый солод

Тёмный солод

Карамельный солод

Масса сухих веществ в заторе состоит:

В солоде

кг, (2)

Где - масса сухих веществ в солоде, кг ;

- масса полированного солода, кг;

- влажность солода, %.

Светлый солод

=47,26 (кг)

Тёмный солод

Карамельный солод

Общая масса сухих веществ ()

= + + кг

= 47,26+37,84+9,44=94,54 (кг)

Содержание экстрактивный веществ (ЭВ) в зернопродуктах определяется по формуле:

В солоде

кг, (3)

Где - масса экстрактивных веществ в солоде, кг;

- масса сухих веществ в солоде, кг;

- экстрактивность солода, % (77).

Светлый солод

=35,44 (кг)

Тёмный солод

Карамельный солод

Общая масса экстрактивность веществ ()

= + + кг

=35,44+23,46+6,79=65,69 (кг)

Часть экстракта теряется в дробине -2,6 % от массы затираемых зернопродуктов.

Масса потерь экстракта в дробине:

(4)

Где m- общая масса зернопродуктов , кг(100);

- потери экстракта с дробиной, % (2,6).

В сусло перейдет экстракта

= - кг, (5)

Где - общая масса экстрактивных веществ, кг;

- масса потерь экстракта с дробиной, кг.

= 65,69- 2,6 = 63,09 (кг)

Масса сухих веществ, оставшихся в дробине

=- кг, (6)

Где - общая масса сухих веществ в зернопродукте, кг;

- масса экстрактивных веществ, прошедших в сусло, кг.

= 94,54-63,09=31,45 (кг)

Определение количества промежуточных продуктов

Горячее сусло

Согласно расчетам в сусло переходит следующая масса экстрактивных веществ: 63,09 кг.

Массовая доля сухих веществ в сусле и соответственно относительная плотность сусла(d)

13% - 1,0526

Масса сусла определяется по формуле:

(7)

Где - масса экстрактивных веществ в сусле (экстракт сусла), кг;

E - массовая доля сухих веществ в начальном сусле, %.

Объем сусла при 20 C определяется по формуле:

Где - масса сусла, кг;

d- относительная плотность сусла при 20 C;

10 - коэффициент перевода из л (дм³) в дал.

Коэффициент объемного расширения при нагревании сусла до 100 C равен 1,04. С учетом этого, объем горячего сусла равен для пива:

= 46,10 x 1,04 = 47,94 дал

Холодное сусло

Объем холодного сусла определяется по формуле:

(9)

Где - объем горячего сусла, дал;

- потери сусла в хмелевой дробине на стадии осветления и охлаждения, %, (6,0).

Молодое пиво

Объем молодого пива при сбраживании периодическим способом определяется по формуле:

(10)

Где - объем холодного сусла, дал;

- потери при брожении, %, (2,3).

Фильтрованное пиво

Объем фильтрованного пива определяется по формуле, %.

(11)

Где - объем молодого пива, дал;

- потери в цехе дображивания и фильтрации, %.

При сбраживании Мартовского пива в ЦКБА.

Потери в отделении брожения и дображивания пива в ЦКБА и отделении фильтрования для сортов пива с массой долей сухих веществ в начальном сусле 11, 12, 13% принимаются 4,56% от объема холодного сусла в т.ч. потери при фильтровании Пф = 1,55%.

Потери при брожении и дображивании будут равны =-%, т.е. =4,65-1,5=3,1%

Тогда: Объем нефильтрованного пива равен:

Объем фильтрованного пива равен



(11а)

Где - объем холодного сусла, дал;

- потери в отделении брожения, дображивания и фильтрования пива, %;(4,65).

Готовое (товарное) пиво

Объем готового (товарного0 пива определяется по формуле:

Где - объем фильтрованного пива, дал;

- потери при розливе, %.

Потери при розливе =2,0% =0,5% =0,33%.

Производственная программа предусматривает, что 75% Мартовское пиво разливается в бутылки, 5%- в кеги и 20%- в банки. Тогда в среднем потери для Мартовского пива составят:

Объем готового пива составит:

Общие видимые потери по жидкой фазе

Видимые потери в декалитрах составят:

=- дал, (13)

Где - объем горячего сусла с учетом коэффициента объемного расширения, дал;

- объем готового пива, дал.

= 47,94-42,28=5,66 дал

Общие видимые потери в процентах:

Где - видимые потери, дал;

- объем горячего сусла, дал.

Определение расхода хмеля и молочной кислоты

Хмель

При расчете расхода хмеля исходят из норм горьких веществ хмеля на 1 дал горячего сусла, которое составляют для пива:

Мартовское 0,2 -0,22 г/дал

Расход воздушно-сухого прессованного хмеля 1 дал пива определяется по формуле:

г/дал (15)

Где - массовая доля -кислот в сухих веществах хмеля, %, (3,0);

W- массовая доля влаги в хмеле, %, (12);

- общие видимые потери при жидкой фазе, %.

Расход прессованного хмеля на 100 кг зернопродуктов определяется по формуле:

= x г, (16)



Где - расход воздушно-сухого прессованного хмеля на 1 дал пива, г;

- объем готового пива, полученного из 100кг зернопродуктов, дал.

= 6,44x42,28 = 272,28г = 0,272кг

Молочная кислота

Для подкисления затора расходуется 100%-ная молочная кислота в количестве 0,08 кг на 100 кг сырья (или 0,2 кг 40%-ный)

= 0,08 кг 100%-ной кислоты

Или = 0,2кг 40%-ной кислоты.

Определение количества отходов

Солодовая дробина

Количество солодовой дробины влажностью 80-88% определяется умножением массы сухих веществ, оставшихся в дробине на коэффициент

Где - влажность дробины, %, (84)

Масса солодовой дробины, образующейся при варке сусла, из 100 кг зернопродуктов:

= x K кг, (18)

Где - масса сухих веществ, оставшихся в дробине, кг

= 31,45 x 6,25= 196,56 кг

Хмелевая дробина

Безводной хмелевой дробины получается 60% от массы израсходованного хмеля, а дробины влажностью 80% в 5 раз больше. (100: (100-80))=5

Масса влажной дробины на 100 кг зернопродуктов пива

Где -расход воздушно-сухого прессованного хмеля на 100 кг зернопродуктов, кг;

- выход безводной хмелевой дробины, %.

Шлам сепараторный

Из 100 кг расходуемых зернопродуктов, независимо от наименования пива, получается 1,75 кг шлама влажностью 80%

= 1,75 кг

Отстой в танках дображивания

Количество отстоя на 100 кг зернопродуктов при выдержке пива:

Избыточные дрожжи

При брожение сусла по периодическому способу получается 0,8 дм³ избыточных дрожжей влажностью 88% на 10 дал сбраживаемого сусла (при брожении в дображивании в ЦКБА - 2 дм³)

Объем избыточных дрожжей на 100 кг зернопродуктов:

Где - объем холодного сусла, дал;

10- пересчет декалитра в дм³.

Диоксид углерода

На 1 дал готового пива при главном брожении выделяется 150 г диоксида углерода, который может утилизироваться.

Количество диоксида углерода, образующегося при сбраживании сусла (из 100 кг зернопродуктов)

= 0,15 x кг, (21)

Где - объем готового пива, дал.

= 0,15 x 42,28 = 6,34 кг

Исправимый брак

Из цеха розлива исправимый брак составляет 2% по всем сортам пива.

Объем исправимого брака на 100 кг зернопродуктов

= 0,02 x дал, (22)

Где - объем готового пива, дал.

= 0,02 x 42,28 = 0,85 дал

Расчет нормы расхода зернопродуктов на 1 дал пива

Для расчета необходимо знать выход готового (товарного) пива из 100 кг зернопродуктов.

Из 100 кг зернопродуктов получается дал пива

Учитывая, что пиво готовится из 50% светлого солода , 40% темного солода и 10% карамельного солода, потребуется

Светлого солода = 2,36 x 0,50 = 1,18 кг

Темного солода = 2,36 x 0,40 = 0,94 кг

Карамельного солода = 2,36 x 0,10 = 0,23 кг

На 1 дал Мартовского пива расход зарнопродуктов составит 2,36 кг.

Годовое количество сырья, вспомогательных материалов, отходов.

Зернопродукты

Умножая массу зернопродуктов, необходимых для получения 1 дал пива на его годовой выпуск, получают годовое количество сырья, промежуточных продуктов и отходов.

Где - расход зернопродуктов на 1 дал пива, кг;

- годовой выпуск пива по сортам, дал ,(таблица 1 ).

Всего потребуется зернопродуктов

= 2,36 x 3500000 = 8260000 кг

В т.ч. Светлого солода =1,18 x 3500000= 4130000 кг

Темного солода =0,94 x 3500000= 3290000 кг

Карамельного солода =0,23 x 3500000= 805000 кг

Хмель

Годовой расход хмеля определяется по формуле (23) .

= 21 x 3500000= 7350000 г = 73500 кг

Молочная кислота

Расход молочной кислоты на 100 кг зернопродуктов составляет 0,08 кг - 100%-ной или 0,2 - 40%-ной

100%-ной: = 6608кг

Отходы

Солодовая дробина

Для расчета необходимо знать массу отходов образующихся из 100 кг зернопродуктов и годовой расход зернопродуктов для каждого сорта пива.

Из 100 кг зернопродуктов образуется кг (из формулы 18)

Где - годовой расход зернопродуктов для данного сорта пива, кг;

- масса солодовой дробины, образующейся из 100 кг зернопродуктов,кг.

Хмелевая дробина

Годовое количество хмелевой дробины определяется по формуле (24) для пива:

Шлам сепараторный

Годовое количество определяется по формуле (24)

Отстой в танках дображивания

Годовое количество отстоя определяется по формуле (24) для пива:

Дрожжи избыточные

Годовой объем дрожжей определяется по формуле (24) для пива:

Диоксид углерода

Годовое количество определяется по формуле (24) для пива:

Исправимый брак

Из цеха розлива исправимый брак составляет 2% по всем сортам пива

= 0,02 x 3500000 = 70 000 дал

Расчет выхода полупродуктов с одной варки

Суточный расход зернопродуктов в наиболее напряженный период определяется по формуле:

Где - общий годовой расход зернопродуктов, т;

30 - процент увеличения производительности в наиболее напряженный период,%;

11,33 - число рабочих месяцев в году ;

4 - количество кварталов в году;

28,5 - число рабочих дней в месяце;

Единовременна засыпь для 4-х и 6-ти аппаратных варочных порядков составит:

К установки принимается 6-ти аппаратный варочный агрегат с единовременной засыпью 3 т.

Действительное количество варок

Таблица -4-

Сводная таблица

Продукты	Расход продуктов, вспомогательных материалов
	На 100 кг зернопродуктов	На 1 дал пива	На годовую программу
1. Зернопродукты, кг Для пива Мартовского	100	2,36	8 260 000
2. Солод неполированный, 2.1 светлый солод для пива Маровского 2.2 Темный Карамельный для пива Мартоского	50 40 10
3. Хмель	-	0,85	73 500
4. Молочная кислота 100%- ная	0,08	-	6608
5. Отоды 5.1 Солодовая дробина, т 5.2 Хмелевая дробина, 5.3 Шлам сепараторный, 5.4 Отстой в танках дображивания, м3 5.5 Дрожжи избыточные , 5.6 Диоксид углерода, т 5.7 Исправимый брак, дал	- - - - - - -	- - - - - - -	16236,8 67401,6 144,5 113,9 297,36 523,684 70 000

1.4 Расчет и подбор оборудования

Расчет основного оборудования производится для принятой в проекте технологической схемы с использованием данных продуктового расчета и норм технологического проектирования в последовательности технологического процесса.

Расчет и подбор оборудования проведен для пивзавода производительностью 3,5 млн. дал пива в год с установкой в нем варочного агрегата с единовременной засыпью 1000 кг зернопродуктов.

1. Полировочная машина.

Принимается, что полировка солода для одного затора длится 1,5 ч.

Тогда производительность машины определяется:

К установке принимается полировочная машина со следующей технологической характеристикой:

Производительностью 2 000 кг/ч

Длина 1,5 м

Ширина 0,8 м

Высота 2,5м

Масса 300 кг

Мощность эл. Двигателя 1104 Вт

Автоматические весы

Для взвешивания полированного солода устанавливаются весы Д-20

Производительностью 6 т/ч

Число отвесов в мин 5

Масса с гирями 600 кг

Солодовая дробилка

По своей производительности она должна соответствовать полировочной машине, поэтому к установке принимается четырехвальцевая дробилка со следующей характеристикой:

Производительность 2 000 кг/ч

Длина вальцев 0,5 м

Количество вальцев 4

Мощность электроэнергии 2944 Вт

Габариты: длина 1,89 м

Ширина 1,16 м

Высота 1,69 м

Масса 1876 кг

Бункер для дробленного солода

Объем бункера рассчитывается по формуле :

- натура дробленного солода, принимается 380 кг/

0,9 - коэффициент заполнения;

Геометрические размеры определяются из соотношенния .

V=a H + 1/3a h:

Принимаем d бункера = 2 .

Для расчетов угол естественного откоса зернопродуктов для дробленного солода и ячменной муки = 60; tg60 = 1,7323

H = = (м)

Вальцевый станок

Для размола несоложеных материалов, используемых в количестве до 20% от засыпи, к установке принимается вальцевый станок со следующей технической характеристикой:

Производительность 650-1000 кг/ч

Длина валков 1 м

Диаметр валков 0,25 м

Габариты: длина 2,42 м

Ширина 1,47 м

Высота 1,91 м

Масса 3300 кг

Магнитная течка

Устанавливается для отделения ферромагнитных примесей перед дробилкой типа МКЛ-6.

Мощность эл. Двигателя 370 Вт

Длина барабана 0,5 м

Корпус магнита изготовлен из стального листа.

Нория

Для подачи полированного солода на дробление проектируется нория.

Годовое количество зернопродуктов, подлежащих приему:

( 3753,4 x 1.5): (100-(0,15+0,1)) = 3753,4 т.

В сутки поступает (3753,4 x 1,5) : 200= 28,15 т.

200 - поступление 3/п в течение года, рабочих дней.

Нории для подъема зернопродуктов подбирают по суточному поступлению зернопродуктов в одну смену ( 8 ч.) производительность нории для завода: 28,15 : 8 = 3,5 т.

К установке принимаем норию HЦГ-10, производительностью по тяжелому зерну насыпью плотностью 0,76 т/м , равно 10 т/ч. При транспортирование солода насыпной плотностью 0,53 т/м коэффициент использования нории - 0,85, производительность ее равна : 10 x 0,53 x 0,85/0,76 = 5,927 т/ч.

Техническая характеристика

Производительность , т 10

Высота нории, м не более 30

Ширина ленты, мм 150

Скорость ленты , м/с 1,4

Мощность эл. двигателя, кВт 1,6

Число ковшей в одном ряду по ширине ленты 1

Шаг ковщей, мм 280

Масса, кг

Головки 170

Башмака 100

Заторный котел

Согласно нормам проектирования, на 1000 кг зернопродуктов объем котла принимается равным 5-7 м³. Для расчета принимается 6 м.

Полный объем котла: 6 x 3 = 18 (м³)

Подбираем типовой заторный котел типа BKЗ-3 с технической характеристикой:

Вместимостью, м 18

Площадь поверхности нагрева , м² 12,5

Внутренний диаметр , мм 3700

Диаметр со слоем теплоизоляции, мм 3920

Высота, мм

Цилиндрической части 1212

Крышки 1810

Сферического днища 935

Частота вращения, об/мин

Мешалки 31

Эл. двигатели. 1500

Мощность эл. двигателя, кВт 7,5

Рабочее давление пара, МПа 0,245

Давление вторичного пара, МПа 0,02

Габаритные размеры, мм

Длина 4200

Ширина 3900

Высота 4800

Масса аппарата , кг 5500

Рабочая масса, кг 23500

Насос для затора

Для перекачки затора используют насосы типа Фg - центробежные, одноступенчатые. Согласно установленному режиму затирания, заторная масса из заторного котла должна перекачиваться в течение 20 мин. Из каждой тонны затираемых материалов получается 3-3, 5 куб.м заторной массы. Объем заторной массы из 30,7 т зернопродуктов равен:

30,7 x 3,5 = 107,4 (м³) = 107400 л,

Откуда требуемая подача заторного насоса:

Напор воды должен быть не менее 8-10 м. вод. Ст. (0,08-0,1 Мпа). Для указанных установок принимаем насос марки Фg - 144/10,5 с подачей 75,6-200 м³/ч и напором 12,7-8 м. вод. См. (0,13 - 0,08 Мпа). Мощность эл. Двигателя 10 кВи, частота вращения n - 960 об/мин . Масса насоса - 475 кг.

Сусловарочный котел

Объем котла рассчитывается из условий , что на 100 кг засыпи, необходим объем:

Подбираем типовой сусловарочный котел типа ВКС-3

Вместимостью, м³

Полная 26,16

Полезная 19,3

Площадь поверхности нагрева, м² 21,9

Внутренний диаметр 4200

Диаметр со слоем теплоизоляции, мм 4316

Высота, мм

Цилиндрической части 980

Крышки 2360

Сферического днища 1580

Частота вращения, об/мин

Мешалка 31

Эл. Двигатель 1500

Мощность эл.двигателя, кВт 7,5

Рабочее давление пара, МПа 0,24

Давление вторичного пара, МПа 0,02

Габаритный размеры, мм

Длина 5300

Ширина 4700

Высота 4500

Масса аппарата, кг 6200

Рабочая масса, кг 31000

Насос сусловой

Согласно принятому режиму варки сусла с хмелем перекачка охмеленного сусла из сусловарочного аппарата продолжается 30 мин. Наибольший объем сусла получается при варка «Мартовского» пива и, согласно продуктовому расчету, составляет 625,65 л или приблизительно 626 л на 100 кг перерабатываемых зарнопродуктов . Следовательно, из одной варки получается сусла:

Подача сусла насосом

Для перекачки горячего сусла (105 С) используется центробежные насосы одноступенчатые, консольного типа, предназначенные для подачи воды и других жидкостей температурой 100-110. Принимаем насос типа 4к - 18 с подачей 80 м³/ч . полный напор 24 м вод. Ст (0,24 Мпа) . Мощность электродвигателя 7,5 кВт , частота вращения n - 2900 об/мин. Масса насоса 133 кг.

Фильтрационный аппарат

Объем фильтрационного аппарата рассчитывается из условия, что на 100 кг затираемых зернопродуктов необходимо 0,6-0,7 м³ объем фильтра аппарата:

Подбираем типовой фильтрационный аппарат со следующей технической характеристикой:

Вместимость, м³ 22,0

Полная 22,0

Полезная 22,0

Внутренний диаметр, мм 4500

Диаметр со слоем теплоизоляции, мм 5000

Высота, мм

Цилиндрическая часть 1400

Крышка 1950

Частота вращения, об/мин

Мешалка 0,53/3,2

Электродвигателя 920/1420

Мощность электродвигателя, кВт 2,2/4,0

Площадь поверхности фильтрации, м² 15,9

Число фильтрационных кранов 12

Длина -

Ширина 4750

Высота 3360

Масса аппарата, кг 11000

Рабочая масса, кг 30600

Насос для дробины

Из продуктового расчета видно, что из 100 кг зернопродуктов получается 147,5 кг дробины с влажностью 84%. Следовательно, из одной варки дробины получится:

Для удобства перекачки дробины разбавляется водой (4-5 л на 1 кг), тогда объем разбавленной дробины, направляемой в сборник, будет составлять: 4528,3 x 4= 18113,2 л. Откачка дробины из фильтрационного аппарат а длится 15 мин, поэтому пода насоса составляет:

Принимаем к установке насос марки - 144/10,5 с подачей 756-220 м³/ч и напором 12,7-8 вод. Ст. (0,13-0.08 Мпа). Мощность электродвигателя 10 кВт, частота вращения n = 960 об/мин. Масса насоса 475 кг.

Сборник промывных вод

Сборник вод, получаемых при промывки дробины, должен иметь вместимость из расчета 2,4 м³ на 1 т поступающих на варку зернопродуктов:

2,4 x 3 = 7,2 м³

Это горизонтальный цилиндр, оборудованный змеевиком для обогрева. Если принять диаметр сборником равным 2 м, длина его будет:

Вместимостью мерника горячей воды для промывания хмелевой дробины рассчитываем исходя из рекомендуемых норм 0,2 м³ на 1 т:

0,2 x 3 = 0,6 м³

Мерник цилиндрической формы, при высоте 1,6 м диаметр его равен:

D= 0,6 x 4/1,6 x 3,14 =0,69 м

Насос мутного сусла

Подбирается из условий, что количество мутного сусла, возвращаемого на фильтрацию, составляет 10% от объема заторной массы и возврат длится 10 мин. Расчетная подача насоса будет:

Принимаем к установке 1 насос марки 1 К = 8/19 с подачей 6 м³/ч и напором 20,3 м вод. Ст (0,2 Мпа).

Мощность электродвигателя, кВт 1,5

Частота вращения n = 2900 об/мин

Масса насоса, кг 79,2

Бак для воды

Объем бака рассчитывается из условий, что на 1000 кг засыпи необходимо 8 м³ воды:

V = 3 x 8= 24 (м³)

Принимаем ба квадратной форм со стороной 3 м, тогда высота:

Устанавливается два бака одинаковой емкости, один - для затирания, другой - для промывание дробины.

Мерник горячей воды

Для промывки хмеля и извлечения из него остатков сусла устанавливается мерник горячей воды из расчета 0,2 м³ на 1 т засыпи.

Емкость мерника : V = 0,2 x 3 =0,6 (м³)

Принимается диаметр, равный 0,6 м, тогда высота:



1.5 Анализ влияния помола на выход экстракта и качество готового пива

Дробление солода является важной технологической операцией, влияющей в дальнейшем на процесс приготовления сусла, в том числе на продолжительность осахаривания и фильтрации, а также на выход экстракта. Составные вещества солода, находящегося в раздробленном состоянии, более тесно соприкасаются с водой, что облегчает и ускоряет их растворение.

Дробленый солод состоит из частиц различной величины, которые по размеру и по внешнему виду делятся на шелуху, крупную крупку, мелкую крупку и муку. Эти фракции дробленого солода отличаются одна от другой по химическому составу и при затирании ведут себя различно.

Цель затирания - перевод максимально возможного количества сухих веществ солода и несоложеных продуктов в растворимое в воде состояние путем создания благоприятных условий для действия ферментов солода.

Степень дробления солода имеет большое значение для затирания и дальнейшего протекания технологического процесса приготовления сусла, выщелачивания и фильтрации затора.

При размоле зерна оболочка должна быть, по возможности сохранена, так как она служит фильтрующим слоем при отделении сусла от дробины. Оболочка состоит в основном из целлюлозы, в которой отложены разнообразные органические и неорганические вещества, легко переходящие в раствор и ухудшающие вкусовые качества пива.

Мучнистая часть зерна, содержащая углеводы (в основном крахмал) и азотистые вещества (белки), которые переходят в экстракт, должна быть раздроблена как можно мельче, чтобы из нее можно было полнее извлечь экстрактивные вещества. В особенности должны быть хорошо раздроблены кончики зерна.

Выход экстракта зависит также и от способа затирания. Точные указания о степени помола дать затруднительно и следует исходить из принятого способа затирания и конструкции фильтрационного чана. Например, при фильтрации сусла на фильтр-прессе допускается повышенное содержание муки в помоле -- до 45%.

В последнее время для сохранения оболочки при дроблении солода практикуют кратковременное увлажнение поверхности зерен солода перед дроблением на специальных машинах. Это увеличивает эластичность оболочки, поэтому зерно при дроблении измельчается на крупные фракции, увеличивается рыхлость и пористость слоя дробины, ускоряется процесс фильтрации.

Способ предварительного увлажнения солода состоит в том, что за 2--3 ч до дробления солод увлажняется, вследствие чего оболочка становится эластичной и сохраняется в крупно-раздробленном состоянии, при этом мучнистая часть зерен солода не успевает увлажниться, остается хрупкой и измельчается в муку. При увлажнении сокращаются потери солода на распыление при дроблении.

Был разработан технологический режим предварительного увлажнения солода путем орошения его водой температурой 20°С при циркуляции в течение 40--60 мин. и последующего дробления на вальцовом станке ВМП-400. Это мероприятие позволяет ускорить фильтрацию затора на 25 %.

Работу дробилок следует проверять не только по общему составу помола, но и по составу отдельных фракций помола, взятых из разных мест вальцов. Правильность размола солода контролирует заводская лаборатория. Практически качество помола проверяют по внешнему виду, растирая его между ладонями; нельзя допускать целых зерен.[2]

пивной сусло затирание качество

1.6 Технохимический контроль

Технохимический контроль производства является главнейшим средством обеспечения соответствие продукции установленным требованиям.

Для оценки качества дробления увлажненного солода отбирают его образец в цилиндрический ситчатый пробоотборник, который подставляют в центр струи смеси воды и измельченного солода, поступающий в заторный аппарат. Образец равномерно распределяют на металлическом листе размером 500X400 мм и визуально определяют качество дробления. Целые зерна отделяют и определяют их количество в процентах.

Концентрация экстрактивных веществ в сусле. Для определения концентрации экстрактивных веществ применяют ареометры, сахарометры со шкалой 0--8, 8--16, 16--24% сухих веществ. Эти приборы представляют собой плавающий стеклянный цилиндрический сосуд, запаянный с обоих концов. Нижняя часть прибора заполнена дробью, чтобы ареометр плавал строго вертикально. В верхней части ареометра-сахарометра имеется шкала с делениями, градуированная по растворам чистой сахарозы при температуре 20° С. Цена деления 0,1% мае. В чистых растворах сахарозы сахарометры показывают процент растворенного сахара по массе (г в 100 г). В нечистых растворах (например, в пивном сусле) они показывают видимое содержание сухих веществ в % мае. Ареометры общего назначения предназначены для определения плотности жидкости при 20° С в пределах 0,7--2,0 г/см3. Такие ареометры называют денсиметрами. При отклонении температуры анализируемого раствора от 20°С в показания сахарометра вносят поправку. Так же концентрацию можно определить пикнометрическим методом. В предварительно взвешенный стакан помещают 50±0,01 г измельченного солода, 200 мл дистиллированной воды температурой 47° С, стакан ставят на водяную баню, нагретую до 45° С, и выдерживают 30 мин, периодически перемешивая содержимое. Затем температуру затора повышают до 70° С со скоростью на­грева 1°С в минуту. Когда в заторе температура достигнет 70° С, добавляют 100 мл воды температурой 70° С и при этой температуре затор осахаривают при перемешивании в течение 1 ч. После этого его охлаждают до комнатной температуры, небольшими порциями воды доводят содержимое стакана до 450 г, хорошо перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр. Первые порции фильтрата возвращают на фильтр, добиваясь его прозрачности.

В фильтрате, называемом лабораторным суслом, с помощью пикнометра определяют относительную плотность.

Цветность сусла определяют колориметрическим титрованием. Для этого берут два одинаковых стакана вместимостью по 150 мл, ставят их на лист белой бумаги, в один наливают 100 мл лабораторного сусла, в другой 100 мл дистиллированной воды. В воду из бюретки добавляют 0,1 н. раствора йода (титруют) до тех пор, пока цвет жидкости в обоих стаканах не станет одинаковым. Если сусло очень темное то его разбавляют известным количеством воды и при расчетах учитывают разбавление. По количеству миллилитров израсходованного йода судят о цветности сусла.

Активную кислотность в заторе определяют с помощью рН-метра, а титруемую кислотность -- титрованием лабораторного сусла 0,1 н. раствором гидроксида натрия. При определении титруемой кислотности 50 мл лабораторного сусла титруют в конической колбе 0,1 н. раствором гидроксида натрия до тех пор, пока 4 капли сусла, перенесенные из колбы на фарфоровую пластинку, при смешивании с 2 каплями красно­го фенолфталеина не перестанут его обесцвечивать. Для анализов используют свежеприготовленный раствор красного фенолфталеина, который готовят следующим образом. К 20 мл дистиллированной воды, освобожденной от диоксида углерода кипячением, приливают 10 капель спиртового раствора фенолфталеина (1 г фенолфталеина в 100 г 96%-ного этилового спирта) и 4 капли 0,1 н. раствора гидроксида натрия. Полученный раствор готовят ежедневно и хранят в закрытой посуде. Кислотность выражают в миллилитрах 1 н. раствора NаОН на 100 мл сусла, для этого число миллилитров щелочи, израсходованной на титрование, умножают на 0,2.

1.7 Производственная санитария

Внутреннюю поверхность варочных котлов, фильтрационных аппаратов, хмелецедильника и другого оборудования следует промывать перед каждой новой варкой и по окончании ее, а наружные медные части чистить до блеска.

Все суслопроводы, а также шланги после каждой перекачки нужно промывать холодной водой, а затем пропаривать в течение 15--20 мин.

Не реже одного раза в неделю проводят дезинфекцию, останавливая производство. Всю коммуникацию, начиная от суслопроводов варочного цеха и кончая пивопроводами в бродильном цехе, подвале и цехе розлива, заливают раствором антиформина и выдерживают его в трубопроводах не менее 2 ч, затем сливают через шланги и краны в канализацию. Все коммуникации промывают холодной водой, пропаривают в течение 30 мин до тех пор, пока на выходящей линии не появится сильная струя пара. Затем все трубопроводы и шланги промывают холодной водой.

Наружную очистку варочных котлов производят не реже одного раза в сутки.

Хранение сырья (солода и хмеля) в варочном помещении запрещается.

Солодовую и хмелевую дробину после промывки нужно немедленно удалять из цеха в специально отведенные сборники.

Запасные баки для холодной и горячей воды следует плотно закрывать и промывать не реже одного раза в месяц и дезинфицировать известковым молоком или хлорной известью, после чего тщательно ополаскивать чистой водой.

Более простой способ дезинфекции и приготовления антиформина следующий. В день дезинфекции фильтрационный чан в варочном цехе на 2--4 ч заливают горячим крепким раствором каустической соды и перекачивают его насосом по всем трубопроводам, а также через краны фильтрационной батареи. Этот раствор собирают в сусловарочный котел, где предварительно растворяют кальцинированную соду, добавляют холодную воду до нужного объема и при непрерывном размешивании засыпают рассчитанное *количество хлорной извести. Получается раствор антиформина, который сразу используют для дезинфекции.

Необходимое для дезинфекции количество антиформина устанавливают практически.

Перед работой рабочие обязаны проверить свою спецодежду, исправность оборудования и ограждений. О замеченных неисправностях следует немедленно сообщить мастеру для принятия мер к их устранению.

Перед пуском агрегата, мешалок, вентилей нужно убедиться, что в котле или чане и около электродвигателя никого нет (слесаря или другого рабочего), опробовать все оборудование на холостом ходу.

Перед чисткой котлов или чанов необходимо отключить электроэнергию от мешалок и повесить плакат: «Не включай! Работают люди».

Пуск пара производят медленным поворотом маховичка.

Нужно следить, чтобы добавление пара по манометру не превышало красной черты (0,2 МПа).

Запрещается оставлять без наблюдения кипящий котел, так как при кипении уровень сусла может повысится и сусло перельется через край.

В случае выплескивания сусла через край котла следует быстро закрыть паровые вентили, пустить в котел холодную воду, а затем включить мешалку.

При перекачивании затора или сусла проверяют, нет ли в котле и чане рабочих и правильно ли открыты одни вентили и закрыты другие.

Перед включением насоса для перекачки горячего затора или сусла предупреждают об этом окружающих рабочих.

При очистке и мойке тарелок или отстойных чанов необходимо предупреждать варщиков о начале и конце работы, чтобы они не начали преждевременно направлять горячее сусло на охлаждение.

При пуске горячего сусла на оросительный холодильник во избежание ожогов от брызг следует работать в головном уборе и очках.

Перед перекачиванием сусла в бродильню проверяют, правильно ли закрыты и открыты краны и закрыты ли пропарочные вентили.

Перед разборкой пластинчатых холодильников, фильтр-пресса необходимо убедиться, что все краны и вентили закрыты, после чего спустить из системы оставшуюся жидкость.

При проведении дезинфекции оборудования варочного цеха следует соблюдать следующие правила:

- при использовании жидкой щелочи (каустической соды), антиформина, кислоты разрешается работать только в предохранительных очках, резиновых сапогах, перчатках и фартуке.

- переносить щелочи и кислоты разрешается только вдвоем в бутылях, находящихся в плетеных корзинах или плотно закрытых ведрах. Прочность корзин предварительно проверяют.

- необходимо соблюдать осторожность при открытии кранов у сосудов с растворами.

- перед чисткой сит фильтрационного чана нужно тщательно промыть его холодной водой от остатков раствора дезинфицирующих веществ. После дезинфекции необходимо промыть, пропарить, почистить оборудование, вымыть снаружи спецодежду, а перчатки, сапоги вымыть снаружи и внутри.

- при попадании растворов щелочи на кожу нужно немедленно смыть ее обильным количеством холодной воды.

- при работе на сепараторе нужно соблюдать правила техники безопасности. Проверить исправность сепаратора, его пусковых и подъемных механизмов, переносной лестницы, контрольно-измерительных приборов.

О выявленных недостатках немедленно доложить мастеру для принятия мер к их устранению.

Нельзя работать на сепараторе, если барабан плохо отбалансирован, недостаточно масла в картере, не закрыта крышка барабана, сепаратор вибрирует, неправильно надет барабан, зажимные гайки крышки барабана завинчены недостаточно, картер станины не долит маслом до черты на маслоуказательном стекле, если манометры не указывают нулевое положение.

Во время работы запрещается открывать крышку барабана, смазывать и осматривать механизмы. За работой сепаратора необходимо неотлучно наблюдать.

В случае появления вибрации, ненормального звука, резкого колебания оборотов по тахометру сепаратор немедленно останавливают и до устранения неисправностей его не включают.

При разборке сепаратора отключают электроток, пользуются только исправной талью, стоять под ней не разрешается.



Заключение

В ходе выполнения работы было выполнены поставленные задачи:

- спроектирован проект варочного цеха

- составлена и проанализирована технологическая схема

- рассчитаны продукты и вспомогательные материалы

- подобрано оборудование

Для приготовления охмеленного сусла пива Мартовское, целесообразно применять двухотварочный способ затирания.

Выполненная работа поможет мне в дальнейшем изучении технологии пивоварения и в моей профессиональной деятельности.



Список источников и литературы

1. Балашов В. Е. Оборудование предприятий по производству пива и безалкогольных напитков. «Пищевая промышленность» , 1984

2. Тихомиров В. Г. Технология пивоваренного и безалкогольного производства - М.: «Колос», 1998

Размещено на Allbest.ru