Проект варочного отделения пивоваренного завода производительностью 4,7 млн. дал пива в год

Содержание

 

Введение

Пивоваренная промышленность имеет  богатые традиции: многие пивовары используют технологии, практически  не изменившиеся за последние 100 лет. Новые технологические прорывы в процессе пивоварения встречаются достаточно редко, так как большинство пивоваров опасаются, что изменения могут или ухудшить качество, или сказаться на популярности бренда. В последние годы ситуация начала меняться: путем объединений и слияний сформировались крупные пивоваренные компании, а усилившаяся конкуренция на пивном рынке заставила пивоваров проводить более эффективную ценовую политику, чем раньше. В настоящее время для повышения производительности труда, уменьшения затрат на энергию или для создания новых продуктов стали применять технологические инновации.

Наверное, какой-то сегмент рынка всегда останется за мелкими производителями пива. Тем не менее, крупные пивоваренные компании должны более пристально следить за технологическими новинками. Удачное применение технических инноваций в процессе пивоварения в значительной степени определит силу и конкурентоспособность пивоваров в будущем.

Традиционное пивоварение изменилось: в пивоваренной промышленности широко используются новые технологии — иммобилизованные дрожжи, генная инженерия, а в будущем инновации будут происходить еще быстрее. Некоторые новые решения в одной технологической стадии могут повлечь за собой серьезные последствия для последующих стадий, упрощая технологию или повышая производительность. Так, применение майш-фильтра позволило использовать зерна более мелкого помола, что привело к лучшему осахариванию и может привести к совершенствованию технологии затирания. ЦКТ позволили внедрить технологию горячего дображивания и сократить продолжительность брожения и дображивания лагерного пива. Использование иммобилизованных дрожжей может привести к еще более значительным изменениям технологии пивоварения.

Ситуация еще более усложняется из-за изменения отношения потребителей. Потребность в оздоровительных напитках привела к созданию низкокалорийного и слабоалкогольного пива. Пивовары экспериментируют с созданием совершенно новых продуктов, в частности, бесцветного пива, и напитков, позиционируемых между пивом и безалкогольными напитками. Новые технологии — необходимый инструмент для создания новых продуктов.

Пивовары должны быть в курсе происходящих изменений: жизненный цикл конкретной технологии становится все короче и короче. Инвестиции в пивоваренную промышленность станут не такими долгосрочными, как прежде, но они будут более гибкими и позволят учитывать развитие новых технологий и продуктов.

 

1 Выбор, обоснование  и описание технологической схемы

1.1 Выбор и  обоснование технологической схемы

В настоящее время на заводах применяется различное оборудование с учетом его достоинств и недостатков, комплектуются различные линии по производству пива. Применяются различные технологии производства пива, направленные на ускорение процесса производства пива, получения наиболее вкусного и стойкого пива.Ниже проведем сравнительную характеристику существующего оборудования по стадиям производства пива.

Приготовление пивного сусла

В последние годы для оснащения  строящихся и реконструируемых пивоваренных заводов создан ряд новых варочных агрегатов. В зависимости от мощности завода выпускаются двух-, четырех- и шестиаппаратные варочные агрегаты в основном периодического действия.

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.

Большая часть варочных цехов отечественных пивоваренных заводов оснащена 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 состоять из четырех аппаратов:  заторного, отварочного, фильтрационного и сусловарочного или из шести: двух заторно-варочных, двух фильтрационных и двух сусловарочных.

Для повышения оборачиваемости, особенно крупных аппаратов, дополнительно устанавливают промежуточные сборники для 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.

Типовые варочные агрегаты имеют еще  один существенный недостаток, заключающийся  в диспропорции между производительностью отдельных аппаратов. Вследствие разной длительности производственных операций оборачиваемость четырехаппаратного варочного агрегата лимитируется медленной работой фильтрационного аппарата, в связи с чем 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, трехтонные агрегаты РЗ-ВВЦ-З, 5,5-тонный Е-23, 10-тонный РЗ-ВВЦ-10 размещаются на одной отметке, что упрощает управление агрегатом.

Кроме этого размеры агрегатов  рассчитаны так, чтобы трехтонный агрегат можно было разместить на площади, занимаемой полуторотонным варочным агрегатом классического типа, а десятитонный агрегат – на площади, занимаемой 5,5- тонным агрегатом классического типа.

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 современные варочные цехи включают также дробильное отделение.

Одним из представителей зарубежных агрегатов является  варочный агрегат фирмы Huppmann. Основным оборудование варочного цеха является дробилка кондиционированного помола, два заторно-отварочных аппарата, фильтрационный, сусловарочный аппарат и гидроциклон. Для повышения оборачиваемости до 9-12 варок в сутки дополнительно устанавливают сборник для горячего сусла и промывных вод.

Аппараты варочных агрегатов занимают помещения высотой до 14 метров и располагаются на двух этажах. На первом этаже располагаются дробилка, приводы и редукторы мешалок заторных и фильтрационного аппарата , все насосы и сборники горячего сусла и промывных вод , а также линия осветления и охлаждения сусла. На втором этаже непосредственно находится основное оборудование варочного цеха и емкости для задачи хмеля. Система CIP (безразборной мойки и дезинфекции оборудования) располагается непосредственно вблизи варочного цеха.

Контроль и управление всеми  технологическими операциями автоматизированы и осуществляются с помощью программирующего устройства с центрального пульта управления.

Преимущество варочных агрегатов  фирмы Huppman можно назвать следующие:

оборачиваемость варочного агрегата благодаря внедрению дополнительного  оборудования и специальной конструкции  дробилки и фильтрчана составляет до 12 варок в сутки;

все технологические процессы, начиная с дробления на Millstar и заканчивая охлаждением и перекачкой охмеленного сусла, протекают без доступа кислорода;

оборудование спроектировано с  учетом возможности подключения  системы безразборной мойки и  дезинфекции;

полная автоматизация и управление всеми технологическими процессами ( включая CIP) с рабочего места оператора при помощи мощных компьютеров и специализированного программного обеспечения максимального выхода экстракта в варочный цех при минимальном расхоже энергетических и других ресурсов.

Зарубежными фирмами выпускаются  варочные агрегаты прямоугольного сечения. Однако, большинство из них не получили широкого распространения. Особого внимания заслуживают 10-тонные варочные агрегаты фирмы “Steinechtr”. Вследствие 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.

В состав варочного агрегата Е-23 на 5,5 т единовременной засыпи зернопродуктов входят два заторных и один сусловарочный аппарат прямоугольной формы, фильтрационный аппарат, гидроциклонный аппарат, сборник для сусла цилиндрической формы, установки для дробления солода, несоложеных материалов и хмеля, сборники промывных вод. Все аппараты агрегата имеют индивидуальный привод и устанавливаются на одной отметке. Управление работой агрегата автоматизировано.

Заторный аппарат Е-2355 представляет собой сосуд с корпусом, имеющим  прямоугольную форму, с плоской  крышкой и наклонным с двух сторон к центру днищем. Аппарат  оснащен арматурой для подачи дробленого сырья, затора, пара, воды и слива сусла, отвода пара, промывной воды и выхода конденсата.

Сусловарочный аппарат Е-2328 варочного  агрегата Е-23 также имеет прямоугольную  форму. Варочный агрегат Е-23 делает пять оборотов в сутки.

Исходя из всего вышеперечисленного и согласно продуктового расчета  принимаем к установке варочный агрегат Е-23 на 5,5 тонн единовременной засыпи.

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 пиво.

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.

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

Основной целью дробления солода и ячменя является облегчение и ускорение  физических и биохимических процессов  растворения зерна при затирании  с тем, чтобы обеспечить максимально  возможный переход экстрактивных  веществ в водный раствор (сусло).

Степень измельчения солода и ячменя играет большую роль в процессе затирания, так как с ростом ее увеличивается  поверхность частиц, подвергающихся действию ферментов.

Степень измельчения солода оказывает  значительное влияние 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 двухвальцовые, четырехвальцовые, 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.

Сухие оболочки очень хрупкие и  легко разрушаются при дроблении, но они нужны при фильтровании затора как материал для создания фильтрующего слоя. Этот процесс называется кондиционированием.

При кондиционированном сухом дроблении  солод увлажняется за 1-2 минуты перед  дроблением с помощью насыщенного  пара или воды при температуре 30-35 ⁰ С . Увлажнение повышает влажность в оболочках.

Преимущества данного метода состоят в том, что оболочки становятся значительно эластичнее и лучше сохраняются, объем оболочек увеличивается на 10-20%, поэтому получается более рыхлый фильтрующий слой и достигается повышенная скорость фильтрования затора, возрастает выход и конечная степень сбраживания, быстрее достигается полнота осахаривания, определяемая по йодной пробе при затирании.

Недостатком  является лишь некоторое  повышение затрат на приобретение и  обслуживание оборудования, в особенности  это относится к необходимости  более частой очистки дробилок.