5.3.3. Розлив в бутылки

Современный розлив в бутылки, протекающий из-за содержания CO₂ в пиве изобарометрически, не должен ухудшать качество пива. В ходе розлива необходимо соблюдать микробиологическую чистоту напитка, а также минимизировать потери CO₂ и поглощение воздуха.

В простейшем исполнении установка розлива представляет собой резервуар с пивом (как правило, кольцевой) со встроенными в кольцо наливными органами. На розлив бутылки от бутылкомоечной машины транспортируются к подъемным элементам при помощи подающей звездочки (в некоторых случаях она скомбинирована с загрузочным шнеком). Подъемные механизмы во время вращения установки розлива поднимают бутылки и прижимают их к патрону наливного клапана - тем самым создается герметичное соединение бутылки и клапана. Контакт бутылок с наливным клапаном осуществляется преимущественно пневматически с избыточным давлением воздуха 2-3 бар. При вращении карусели включается наливной клапан - сначала в бутылке создается разрежение, после чего происходит налив пива под влиянием перепада давления. Отработанный воздух удаляется через канал, встроенный в наливную трубку и отводится в специальный резервуар или в отдельную емкость для возвратного воздуха и избыточного пива. Давление между этими емкостями и резервуаром для пива регулируется с помощью мембраны. Незадолго до конца оборота наливного устройства уровень пива в бутылке достигает отверстия канала для возврата воздуха. Подъемный стол опускается в результате отвода воздуха в возвратную трубку или с помощью дискового кулачка.

Наполненные бутылки по выпускающей звездочке передаются на транспортер и далее на укупорку. Автоматические установки розлива в бутылки различают по давлению розлива, по форме пивного резервуара и по типам наливных клапанов.

53.3.1. Розлив при вакуумировании происходит под избыточным давлением 0,8-1,5 бар, которое незначительно превышает давление насыщения пива CO₂. Чаще всего такой способ розлива используют при наливных клапанах с трубкой. При высоком содержании CO₂ (например, 5,0 г/л) может понадобиться увеличение разрежения на 1,8-2,2 бар.

5.3.3.2. Розлив при высоком давлении применяют при розливе пива с содержанием более 5,2 г СO₂/л, бездрожжевого пшеничного пива, при горячем розливе и при высокой производительности линии розлива. В некоторых случаях следует учитывать конструктивное исполнение наливного органа (для разных видов розлива требуются определенный тип наливного органа). Розлив пива ведут при давлении от 3 до 8 бар. Наполнение бутылки пивом должно происходить при разряжении CO₂, поскольку пиво в зависимости от конструкции наливного органа может быть сильно насыщенным воздухом.

По форме резервуара с пивом различают следующие конструкции.

5.3.3.3. Пивной резервуар установки розлива выполнен с наклоном днища к наливному органу; собственно резервуар изготавливают из меди с оцинковкой внутренней стороны. Во время розлива резервуар заполнен пивом примерно наполовину. Из наполненной части резервуара происходит отбор пива в наливные устройства, трубки подачи и возврата воздуха которых расположены над уровнем пива. Обратный поток возвратного воздуха и поступающее с ним незначительное количество избыточного пива ухудшают микробиологические показатели установки розлива. Содержание кислорода в пиве, находящемся в резервуаре, в ходе созревания может значительно повыситься. Поскольку установка розлива данного типа не позволяет применять повышенное давление розлива, не допускается и повышенное содержание CO₂, в связи с чем ее используют в основном на линиях небольшой производительности. В модернизированном варианте этого аппарата предусмотрен отдельный резервуар для возвратного воздуха.

5.3.3.4. Установка розлива с кольцевым резервуаром сконструирована аналогично описанной выше. В пространстве над уровнем пива находится разреженный, реже возвратный воздух. Разреженный воздух отводится в специальный резервуар, давление в котором регулируется мембранным клапаном в зависимости от степени разрежения. В современных конструкциях каналы подачи воздуха, его возврата и канал пива разделены. Над пивом находится газ в виде своего рода подушки, применяемой для создания разрежения (возможно применение CO₂).

5.3.3.5. Установка розлива с кольцеобразным каналом. Кольцеобразный канал с пивом во время розлива полностью заполнен. Разреженный и обратный воздух поступают по специальным каналам трёхкамерной системы. Требуемое равновесное давление регулируется при помощи мембранного клапана. В данной конструкции достигаются оптимальные показатели по содержанию кислорода, так как пиво не контактирует с поступающим и возвратным воздухом. Благодаря наличию небольшой разницы давлений между пивом и сжатым воздухом такую установку можно настроить на розлив конкретного сорта пива.

По типу блоков розлива и наливных устройств различают следующие конструкции.

5.3.3.6. Пробковое устройство (прежде использовали пробковый кран). В корпусе предусмотрены три сквозные отверстия- для подачи соответственно пива, воздуха и возвратного воздуха. При вращении пробки посредством боковой звездочки открываются необходимые каналы. После прижатия бутылки к наливному клапану сначала открывается канал подачи воздуха, и в бутылке создается давление разрежения. При повороте пробки канал подачи воздуха закрывается и открываются каналы подачи пива и возврата воздуха. В данном случае пиво заполняет бутылку за счет градиента давлений, при этом вытесненный воздух попадает либо обратно в кожух установки розлива, либо в специальный резервуар для возвратного воздуха.

Ранее при разрушении бутылки наполняющая трубка быстро перекрывалась плавающей пробкой. В настоящее время поток пива перекрывается металлическим поплавком, увлекаемым быстро текущей жидкостью. Недостатком такой пробки был ее износ, приводящий к разгерметизации, к деформированию каналов и тем самым к турбулентности пива. Максимальная производительность данного наливного устройства составляет 20000 бут./ч.

5.3.3.7. Шиберное наливное устройство. Корпус крана разделен на две части с соответствующими каналами, которые разделены перфорированными металлическим или пластмассовым шиберами. Первый поворачивается звездочкой наливного устройства, устанавливая соединение каналов, а пластмассовый шибер выполняет роль уплотнителя. Производительность такого наливного устройства аналогична предыдущему.

5.3.3.8. Наполнительное устройство по уровню наполняет бутылки до определенной метки. Бутылки заполняются без предварительной откачки воздуха, так что газовоздушная смесь из наливной трубки переходит в бутылку. Наливная трубка при извлечении перекрывается клапаном. При перекрытии пиво больше не поступает в бутылку. Клапан регулирования расхода при наполнении бутылки обеспечивает его равномерность. Сразу же после достижения пивом в бутылке требуемого уровня в результате возникшего перепада давлений между давлением налива и давлением возвратного воздуха возрастает скорость наполнения бутылки без образования турбулентности, благодаря чему можно производить розлив пива с высоким содержанием CO₂ при относительно низком давлении и незначительном поглощении воздуха. Наполнительные устройства такого типа выпускаются производительностью до 64000 бут./ч.

5.3.3.9. Наливные клапаны бывают как с наливной трубкой, так и без нее.

В конструкции наливного клапана с трубкой с внешней стороны кольцевого канала расположены клапаны. Процесс розлива протекает следующим образом: газом (CO₂ или N₂), поступающим из специального канала через наливную трубку, осуществляется предварительное разрежение, под действием которого из бутылки снизу вверх вытесняется воздух через возвратный газовый канал. Через некоторое время возвратный канал для газа перекрывается и создается противодавление. В результате в бутылке находится под требуемым давлением только инертный газ. После открытия клапана подачи пива оно поступает к донышку сначала медленно (из-за небольшого поперечного сечения отверстия в канале возврата газа). После поднятия уровня пива выше конца наливной трубки подключается второй малый канал (в канале возврата газа), и бутылка наполняется быстрее. После достижения пивом горлышка бутылки расход пива снижается благодаря дросселированию канала возврата газа, а при достижении уровня трубки возврата газа клапан подачи пива перекрывается. Разница в высоте налива (до 15 мм) может вызываться задержкой сигнала перекрытия клапана.

Процесс налива на современных установках розлива управляется электроникой. После закрытия клапанов подачи пива и возврата воздуха давление стравливается путем подключения специальной камеры. Благодаря постепенному наполнению и стравливанию давления в конце наливные клапаны могут работать при большой производительности и при низком давлении. Возможен также розлив пива с высоким содержанием CO₂. Производительность таких устройств розлива достигает 100 тыс. бут./ч.

Необходимо понимать, что чем выше производительность, тем хуже качество розлива. Оптимальная производительность установки розлива составляет около 60000 бут./ч, и производительность бутылкомоечной машины желательно подбирать с учетом одновременной работы двух установок розлива.

Иногда розлив пива производят без наливных трубок. Принципиальное отличие этого способа заключается в том, что после создания противодавления пиво через уплотнительную манжету трубки возврата воздуха наливается по стенкам бутылки. Воздух при заполнении бутылки удаляется через маленькую трубку возврата воздуха, высота расположения которой ограничивает налив. Перед опусканием бутылки давление розлива стравливается.

При таком способе налива используют однокамерную систему. При стекании пива по стенкам бутылки происходит его интенсивное взаимодействие с воздухом, и во избежание вспенивания при розливе необходимо высокое давление (2,5-3 бар). Для снижения поглощения кислорода существует несколько вариантов, при одном из которых в горлышко бутылки из дополнительной кольцевой камеры вводятся CO₉ или азот, благодаря чему пиво не поглощает воздух на границе сред. В большинстве случаев производят предварительное вакууми-рование бутылки, для чего необходим специальный вакуум-канал, разрежение в котором создается соответствующим насосом, входящим в конструкцию наливного устройства. Разреженное пространство заполняется CO₂ (или азотом). Наполнение бутылки пивом проходит в три вышеописанные стадии: медленное наполнение в результате дросселирования канала возврата газа, быстрое наполнение, замедляющееся по мере приближения к горлышку бутылки, и корректировка уровня налива по мере закрытия наливного клапана. В некоторых конструкциях предусмотрено удаление пива из патрубка возврата воздуха посредством продувки CO₂ или азотом, в результате чего горлышко бутылки дополнительно наполняется инертным газом. При розливе с помощью такого налива содержание кислорода в горлышке бутылки очень мало.

Далее на выпускающей звездочке укупорочной машины происходит автоматическое доведение уровня жидкости в бутылке до требуемого - соответствующий импульс вызывает не только отбраковывание бутылок с недоливом или переливом, но и корректирует работу наливного клапана.

5.3.3.10. Розлив со стерилизацией бутылок предназначен для стерильного розлива обеспложенного пива. Бутылки поступают из бутылкомоечной машины в установку розлива с температурой 50-60 °С, где благодаря острому пару температурой около 110°С бутылки нагреваются примерно до 105 °С. При этом большая часть атмосферного воздуха вытесняется из бутылок в канал возврата газа. Воздействие острого пара, включая последующую промывку CO₂, длится около 3 с, после чего создается противодавление CO₂ и осуществляется налив по трехкамерному принципу. Верхняя часть бутылки повторно продувается CO₂. Во избежание повторного инфицирования бутылок они еще до укупорочного патрона наливного устройства накрываются стерилизованными кронен-пробками. Окончательная укупорка осуществляется с помощью традиционного укупорочного устройства для кронен-пробок.

Такой режим работы возможен и при использовании наливных устройств с трубкой, причем продувка CO₂ и создание противодавления происходит через наливную трубку. Отдельные стадии розлива осуществляются под управлением компьютера.