Використання циліндрично-конічних бродильних апаратів в процесі бродіння і доброджування пива

Генеративні дріжджі направляють до дільниці їх очистки для повторного використання.

Шпунтування пива ( 14 - 15 доба ) - з метою кращого насичення напою двоокисом вуглецю.

Напівбезперервний спосіб бродіння ( доливно - переливний ). Суть його в тому, що охолоджене сусло надходить у закритий бродильний апарат з мішалкою, в який додають 1 л дріжджів на 1 л середовища. Після появи завитків з'єднують перший апарат з другим і розділяють його вміст навпіл. Потім доливають обидва апарати свіжим суслом і аерують. Через 24 год. перший апарат з'єднують із третім і також розділяють вміст навпіл, доливають вміст свіжим суслом, аерують розброджують і так до кінця батареї.

Проте такий спосіб вимагає підвищеної уваги до чистоти обладнання, а у випадку дезінфекції апаратів - продуктивність батареї падає. Крім того, початкова концентрація біомаси може розприділитись нерівномірно, тому логічніше буде з'єднувати не тільки перший апарат, а й другий.

Спосіб безперервного зброджування сусла в батареї з семи чи дев'яти ферментерів типу ЦКБА. Суть процесу полягає у безперервному бродінні в послідовно поєднаних апаратах. Після заповнення 1-го ферментера зброджуєме сусло самопливом надходить у наступний і так до кінця. У ході процесу зброджування видимий екстракт змінюється для 11,5% пива від 8% - у першому, 3 - 2,8% - в четвертому , до 2,6% - у сьомому. Вміст спирту відповідно 1,8; 3,2; 3,5% об., температура 8 - 10; 13; 0 - 2єc. Найвища температура (15 - 16єc) допускається у третьому ЦКБА. В четвертому бродіння в основному закінчується, починається безперервне промивання пива двоокисом вуглецю для видалення продуктів метаболізму дріжджів.

У п'ятому ЦКБА відбувається повне дозрівання, а в шостому і сьомому - повна стабілізація пива. Дріжджі безперервно виводять із п'ятого, шостого та сьомого апарата.

Зрозуміло, що така технологія має також свій головний недолік - великі втрати пива, коли в хоча б одному ЦКБА з'явиться інфекція. Проте загальна тривалість бродіння - доброджування становить лише 7 діб. Продуктивність з 1мі місткості ЦКБА при цьому способі підвищується у два рази порівняно з періодичним суміщенням в тих же апаратах.

Отже, порівнюючи кілька режимів приготування пива, стає зрозуміло, що однозначно - досконалої схеми не існує ( це стосується лише новітніх). Сучасно-оснащені апарати ( періодичної дії ) типу ЦКБА дали змогу розширити обсяги виробництва ( в першу чергу рядового пива), та збільшити економію виробничих площ, проте, на мою думку, така перевага не є головною, а головною є якість виготовленої продукції, хоча застосування ЦКБА помітно не впливає на якість виготовлюваного напою. Маючи особисту прихильність до такого способу бродіння - обґрунтовую це скороченням тривалості процесу, що значно впливає на економічні показники виробництва.

1.3.6.2 Очистка та підготовка генеративних дріжджів

Зняті дріжджі одразу не використовують, а зберігають деякий час, щоб вони дещо « відпочили ». Перед зберіганням їх слід ретельно відмити.

Зняті засівні дріжджі ( середній шар ) очищають у збірнику - монжю. При промиванні видаляють більшість мертвих клітин, інших мікроорганізмів,

білкового відстою та деяких включень, де ретельно відмивають свіжою, холодною, біологічно чистою водою і при цьому вони добре перемішуються, а сплав видаляють, коли дріжджі осядуть на дно - через 5 год. Коли промивна вода стає прозорою, промивання зупиняється. Такий спосіб остаточної обробки дозволяє запобігти надмірним процесам автолізу.

Температура зберігання дріжджів ~ 1-2єс і час - 3 дні під шаром холодної води, але краще - під шаром молодого пива.

У випадках, коли робочі дріжджі контамінуються сторонніми мікроорганізмами, їх видаляють з циклу виробництва як недоброякісні.

Існує метод попередньої очистки дріжджів на волосяному ситі, при цьому їх розбавляють однаковою кількістю води та перемішують веслом, але такий спосіб неминуче призводить до контамінації через контакт з навколишнім середовищем і саме тому його використовують на заводах малої потужності, а також в умовах підвищеної санітарії.

Дріжджі, які відпочили, необхідно ввести у виробництво і саме тому, спочатку, потрібно їх підготовити, адже різка зміна середовища ( як було сказано вище ) призведе до шоку та загибелі клітин і бродильна активність стане помітно нижчою.

Підготовка дріжджів до бродіння деякими методами:

1) дріжджі розводять у співвідношенні 1:1 стерильним аерованим суслом при t = 15 - 17,5°С, після чого змішують тільки з частиною (0,25 -0,33) холодного сусла щоб запобігти охолодженню дріжджів й може призвести до розвитку сторонньої мікрофлори;

2) через 24 год. після введення дріжджів забродивше сусло змішують із свіжим суслом ( 1:1 ). Рідкі дріжджі вводять до сусла із розрахунку 11 - 18% на суху речовину від загальної кількості сухих речовин в суслі;

3) заливають дріжджі 1-им суслом на 2-4 год. для збільшення вмісту глікогену в клітинах;

4) вносять в дріжджі водні витяжки або екстракти солодових ростків які багаті БАРами й азотом.

На практиці, норму введення дріжджів вибирають виходячи з наступних показників:

1) концентрації сусла - при високому вмісті екстрактивних речовин - норму

збільшують;

2) температура бродіння - при холодному режимі норма дещо вища;

3) бажана тривалість бродіння - чим коротша, тим більше потрібно вносити дріжджів;

4) вміст кисню в суслі - при недостатній аерації норму підвищують.

Норма введення дріжджів не впливає на приріст біомаси.

1.4 Опис апаратурно-технологічної схеми

Відповідно до апаратурно-технологічної схеми культура береться з пробірки з вихідним штамом 1. Послідовно передається у різні об'єми колб Пастера К1, К2, КЗ, К4 та колбу Карлсберга 3 для розмноження дріжджів. Гаряче охмелене сусло насосом подається на охолодження в пластинчастий двохступінчатий теплообмінник 4. Паралельно освітлене сусло через кран подається у стерилізатор 5, далі подається у циліндр бродильний 6, куди вноситься ЧКД, де відбувається приріст біомаси, потім сусло з дріжджами подається у резервуар попереднього бродіння 7.

В циліндро-конічний бродильний апарат 8 надходить охолоджене сусло із теплообмінника , яке проходить через аератор 13 для насичення киснем, а також задаються дріжджі із збірника засівних дріжджів 10.

Циліндро-конічний бродильний апарат 8 має миючу головку. Насінневі дріжджі, які знімаються з ЦКБА, насосом через вібраційне сито 9 надходять на зберігання в апарат 10 та надлишкові дріжджі в апарат 11, які далі йдуть в реалізацію. Пиво далі перекачують на фільтрування.

2. Розрахункова частина

2.1 Вихідні дані для розрахунків

Приймаємо, що пивзавод має потужність 6 млн. дал/рік.

Таблиця 2.1

2.2 Розрахунок продуктів

Приймаємо, що завод виробляє 6,0 млн. дал/рік пива.

Вихід товарного пива визначають за формулою

де В_в, В_б, В_д, В_р, - вихід напівпродуктів з рідкою фазою в цехах відповідно варильному, бродіння, доброджування, і розливу.

Втрати під час розливу пива знаходять як середньозважені за нормативними втратами:

Вихід по сортах за умови, що значення втрат прийняті для орієнтовного розрахунку, становитиме для пива:

11, 5 %-го

Загальні витрати з рідкою фазою становитимуть для пива:

11,5 %-го

Об'єм напівпродуктів у різних цехах виробництва визначають також з урахуванням втрат.

Для одержання 1 дал товарного Жигулівского 11,5 %-го пива потрібно:

пива - фільтрованого

Молодого

сусла - холодного

Гарячого

Витрати сировини, кг, на 1 дал пива розраховують за формулою

де е - масова частка сухої речовини у початковому суслі, %;

d - відносна густина сусла;

Е - екстрактивність зерно продуктів у перерахунку на ПСР, %;

Втр_др. - втрати екстракту в дробині, %;

В_т - вихід товарного пива, %.

Екстрактивність сировини для прийнятих сортів пива у перерахунку на ПСР становитиме:

для світлого солоду І класу вологістю 5,2 % і екстрактивністю 75,5%

75,5(100 - 5,2)/100 = 71,57%

для несолодженого ячменю - 63,8%, карамельного солоду - 66,96 %, цукру-99,94%.

Приймаємо, що для приготування 11,5 %-го пива потрібно 83% світлого солоду і 17% ячмінного борошна.

Середньозважена екстрактивність зернопродуктів Е дорівнює

За такого складу сировини і втрат з дробиною 2,0% екстракту норма витрат сировини на 1 дал пива N буде становити

в тому числі солоду світлого

несолодженого ячменю

Витрати хмелю визначають за нормативною формулою з урахуванням основного вмісту в ньому б-кислот, що дорівнює 4,1%, вологості - 12,7%. Величина втрат 13,0%. Витрати хмелю на 1 дал пива: 0,81 г/дал.

Норма повітряно-сухого хмелю на 1 дал пива становить:

Г_сі - норма гірких речовин на 1 дал гарячого сусла 1-го сорту пива;

б - масова частка б-кислот,%;

1 - виличина гіркоти в-фракцій в хмелі,%;

W - масова частка вологи в хмелі,%;

В - втрати по рідкій фазі,%

11,5 %-го

Витрати ферментних препаратів у разі заміни 15% і більше солоду несолодженим ячменем визначають за спеціальними інструкціями залежно від виду використовуваного препарату.

Витрати діоксину вуглецю за інтенсивного способу виробництва приймають 0,15 кг на 1 дал пива.

Вторинна сировина. Вихід зернової дробини розраховують виходячи з

кількості сухих речовин, що залишились в дробині.

де М_д ? маса дробини при виробництві 1 дал пива, кг;

?СР ? сухі речовини, що перейшли в дробину з солоду та його замінників, кг;

W - вологість дробини.

Кількість сухих речовин із будь-якого виду зерно припасів визначається наступним чином:

де m ?кількість будь-якого зерно продукту на 1дал готового пива, кг;

w - вологість зерно продукту,%;

Е -екстрактивність зерно продукту у перерахунку на ПСР,%;

k - коефіцієнт, що в раховує втрати сухих речовин у дробині (0,9825).

Для приготування 1дал 11%-го пива згідно з наведеним розрахунком потрібно 1,61 кг солоду вологістю 5,2% і 0,33 кг ячмінної муки вологістю 13,0%. Втрати екстракту в дробину 2,0%.

Кількість сухої дробини для «Жигулівського» 11,5 % пива, дорівнюватиме за рахунок:

Солоду

Ячменю

Кількість сирої дробини вологістю 73% становитиме

Кількість хмелевої дробини втричі більша за кількість використаного хмелю:

20,91*3=62,73=0,06273 кг

Вихід шламу в результаті сепарування становить 0,031кг на 1дал пива.

Вихід осаду (відстою) з апаратів доброджування беремо 0,03л на 1 дал пива. Приймаємо, що весь зароджуваний екстракт - мальтоза. Його зброджування відбувається за рівнянням

тобто з 342 мас.ч. мальтози утворюється мас.ч. діоксиду вуглецю і 184 мас.ч. спирту.

Для 11,5 %-го пива дійсний ступінь зброджування приймаємо 50%. За наведеними розрахунками об'єм холодного сусла на 1 дал пива дорівнює дал, а маса його

За 11,5 %-ї концентрації сусло містить екстракту

З цієї кількості екстракту зброджується

У процесі зброджування виділяється діоксиду вуглецю

Приймаємо, що вміст зв'язаного діоксиду вуглецю становить 0,3% маси пива, тобто його кількість дорівнює

Вільного діоксиду вуглецю під час зброджування 1 дал 11,5 %-го сусла виділяється

Розрахунок дріжджів

Вихід дріжджів дорівнює 0,18 л на 1 дал пива, причому 0,085 л використовують як насіннєві, а 0,095 л - осадові товарні дріжджі. Вихід шламу в результаті сепарування становить 0,031 кг на 1 дал пива. Вихід осаду (відстою) з апаратів доброджування беремо 0,03 л на 1 дал пива.

2.3 Зведена таблиця розрахунків продуктів

Таблиця 2.3

3.Схема технохімічного контролю

Метою технохімічного контролю гарантія якості.Це роблять за допомогою зняття параметрів з речовин,які задіяні у виробництві як при потраплянні їх на виробництво, так і в самому процесі. Лабораторія стежить за тим, щоб продукти, які задіяні у виробництві були екологічно чисті та безпечні для здоров'я людини.

Таблиця 3.1 Схема технохімічного контролю технологічних процесів

Таблиця 3.2 Схема мікробіологічного контролю на стадії зброджування пивного сусла

Висновки та рекомендації

Даною курсовою роботою були розглянуті способи інтенсифікації бродіння і доброджування в ЦКБА. Були запропоновані такі технологічні рішення , які дозволяють скоротити тривалість процесу в два рази , також запобігають втратам молодого пива при перекачуванні з танку бродіння до танку доброджування і внесення таких штамів дріжджів, які б позитивно впливали не якість пива та зменшували б витрати при виробництві.

Запропонований спосіб виробництва є варіативним зручним і вигідним за рахунок автоматизації, невеликій кількості технологічних операцій , малій кількості відходів , а також дозволяє зменшити витрати електричної та теплової енергії, води.

Отже це рішення є конкурентно-здатним і прогресивним,що є необхідною умовою для успішної роботи будь-якого виробництва якісної та доступної продукції.

Размещено на Allbest.ru