77. Способы осветления пива

В пиве после выдержки содержится до 0,15 % мас. частиц твердой фазы. Главным образом, это дрожжи и микроорганизмы размером 1-10 мкм, а также коллоидные вещества размером 0,1-10 мкм (высокомолекулярные белки и углеводы, полифенолы).

Все эти частицы обусловливают мутность пива. Основная масса (около 90 %) твердой фазы - дрожжи. Для достижения желаемой прозрачности пиво подвергают осветлению. Проводят двумя способами: фильтрацией и сепарированием.

При сепарировании под действием центробежной силы отделяются только крупные частицы (дрожжи и скоагулированный белок). Коллоидные частицы на сепараторе не выделяются. Из-за повышения температуры за счет трения барабана сепаратора о воздух пиво нагревается, что приводит к снижению его коллоидной стойкости и потерям СО₂.

Фильтрация обеспечивает лучшие технологические качества пива. Проводится с помощью различных фильтрующих материалов: намывных, волокнистых, зернистых, а также полупроницаемых мембран.

Сущность фильтрации заключается в механическом и адсорбционном действии.

Механическим путем отделяются крупные частицы (дрожжи). Адсорбцией удерживаются частицы, размер которых меньше пор фильтрующего материала. Таким образом, удаляются из пива коллоидные вещества.

В настоящее время для осветления пива, в основном, применяют фильтрацию на намывных фильтрах. В качестве вспомогательного фильтрующего материала используют диатомит (кизельгур) - кремнистые панцири отмерших одноклеточных микроскопических водорослей (диатомей).

При фильтрации изменяются свойства пива: снижается вязкость, пенообразование, содержание экстракта, диоксида углерода.

Для уменьшения потерь СО₂ перед осветлением пиво охлаждают на пластинчатых односекционных теплообменниках до температуры 0-1 ºС.

Пиво на фильтрацию транспортируют при постоянном давлении для предотвращения вспенивания и потерь СО₂. Давление должно быть выше шпунтового, так как на пути приходится преодолевать сопротивление трубопроводов, фильтра, теплообменников.

В случае недостаточного содержания в пиве СО₂ его подвергают карбонизации - искусственному насыщению диоксидом углерода. Карбонизацию проводят также с целью увеличения биологической стойкости напитка и улучшения вкуса.

Пиво можно карбонизировать непосредственно в сборниках фильтрованного пива (форфасах) либо в карбонизаторах различного типа (колончатых, в потоке). Карбонизатор устанавливают после охладителя перед форфасом.

78. Сущность изобарического розлива пива. Автоматы линии розлива.

При розливе с избыточным давлением (изобарическом розливе) скорость наполнения

определяется только гидростатическим Давлением жидкости. Путь для разливаемой

жидкости открывается только тогда, когда Давление в бутылке и газовой среде над

жидкостью выровняется (изобарометрический принцип). Давление розлива должно быть

выше давления равновесия СО2 в напитке (давление насыщения) и зависит от содержания

СО2 и температуры.

Изобарометрический розлив применяется прежде всего для напитков, содержащих

СО2. Если бы содержащие СО2 напитки разливались при нормальном давлении, они сразу же

начали бы пениться, и ни одна бутылка не наполнилась бы. Разливочные автоматы для пива

всегда работают с избыточным давлением.

5.1.4.3. Основные узлы разливочно-укупорочного блока

Бутылки требуется как можно быстрее наполнить и тотчас их укупорить. Именно по

этой причине в настоящее время все разливочные автоматы объединены в один агрегат с

укупорочными автоматами и, следовательно, должны рассматриваться вместе как моноблок.

Из основных конструктивных групп и элементов разливочно-укупорочного блока особый

интерес представляют:

· привод машины;

· подвод сред;

· загрузка, обработка и выгрузка бутылок;

· конструкция и принцип действия подъемных механизмов;

· изменение высоты и перестройка на другой размер и форму бутылки;

· конструкция и принцип действия наполни тельных устройств;

· укупоривание наполненных бутылок;

· мойка машины;

· обслуживание.

Привод блоков розлива и укупоривания

Привод блоков розлива и укупоривания осуществляется в настоящее время при

помощи регулируемого по частоте электродвигателя переменного тока (в приводе блока

розлива часто используются преобразователи частоты VLT фирмы Danfoss (см.прил. 1 на

правах рекламы. с. 870), приводящий момент которого распределяется редуктором на два

направления:

· посредством постоянно вращающегося шарнирного вала на шаровое

вращательное соединение карусели розлива;

· через другой уровень редукторов к укупорочному автомату, к загрузочным и

разгрузочным звездочкам и к загрузочному шнеку;

В настоящее время зубчатые шестерни частично изготавливаются из

износоустойчивых полимеров, и поэтому они дают мало шума. Специальная форма зубьев и

оптимальная смазка также способствуют тихому ходу механизмов.

Подача сред к разливочному устройству

При постоянном вращения верхней части блока розлива необходимо постоянно

подавать среды, а следовательно, и отводить их. К ним относятся:

· подача разливаемого продукта, то есть пива или других напитков снизу;

· подача газа для создания противодавления, то есть СО2;

· подача сжатого воздуха;

· подача пара (в случае необходимости);

· отвод воздуха для получения вакуума (в случае надобности);

· трубопровод для возврата растворов CIP и другие среды.

Эти среды должны подаваться по жестким трубопроводам через распределитель (11),

который расположен в центре разливочного автомата, поскольку подвижные шланговые

соединения невозможны из-за вращения.

506

Подача осуществляется при помощи распределителя сред (рис. 5.21), который

неподвижно установлен в центре кольцевого расходного резервуара. Уровень напитка в

расходном резервуаре регулируется двумя поплавками. Чтобы избежать смешивания

различных сред в распределителе, применяют:

· особо износостойкие уплотнители с упрочненной поверхностью;

· специальные уплотнения с повышенным сроком службы, чтобы даже в

экстремальных условиях обеспечить надежную защиту от смешивания сред.

Загрузка, обработка и выгрузка бутылок.

Бутылки необходимо транспортировать равномерно, с минимумом шума и надежно.

То же относится и к пути бутылок к укупориванию и отводящему пластинчатому конвейеру.

Благодаря загрузочному шнеку на входе поступающие бутылки выстраиваются на

таком расстоянии одна от другой, что обеспечивается надежная и точная передача их на

синхронно вращающуюся загрузочную звездочку (рис. 5.22 и 5.22а).

Поскольку бутылки под действием возникающей центробежной силы стремятся

переместиться наружу, то для их удерживания применяются пластмассовые направляющие

(планки ограждения), которые обеспечивают бесшумное передвижение. Износ, о котором

говорилось ранее, проявляется только при взаимодействии колец трения бутылок, а не в

процессе разъединения бутылок.

Выгрузка стеклянных бутылок в известной степени также представляет собой

определенную проблему. Бутылки для укупоривания поступают от промежуточной звездочки

на синхронно вращающуюся укупорочную звездочку. Если все передачи точно согласованы,

создаются все предпосылки для бережного ввода и вывода стеклянных бутылок.

507

Конструкция и принцип действия подъемных механизмов

Центрированные под наливными клапанами бутылки должны быть быстро и надежно

подняты и герметична прижаты к тому или иному наливному клапану. После процесса

налива еще открытые бутылки должны быть без рывков опущены так, чтобы не мог

улетучиться СО2. Подъемные элементы работают, основываясь на пневмомеханическом

принципе:

· бутылки поднимаются с помощью сжатого воздуха;

· после наполнения опускаются под действием копира.

У большинства подъемных механизмов предельно краткое подъемное движение

обеспечивает быстрое позиционирование бутылки под наливным клапаном. После прижатия

подъемного органа к наливному клапану начинается процесс наполнения (рис. 5.23) (см.

также раздел «Конструкция и принцип действия наполнительных устройств»).

После окончания процесса наполнения бутылки с помощью копира опускаются в

секторе выхода, направляющий ролик подъемного механизма сначала быстро, а затем все

медленнее опускается, при этом выдавливая обратно в трубопровод прижимающий сжатый

воздух так, чтобы свести до минимума расход сжатого воздуха.

Изменение высоты и перенастройка на бутылки другого размера

В настоящее время используют, как правили, одну линию для розлива в бутылки

различного размера и формы. Рынок зачастую требует очень быстрой перенастройки на

бутылки других размеров и форм. Необходимое на переоснастку время снижает

эффективную производительность линии розлива, и поэтому современные разливочные

машины, которые предназначены для наполнения различных бутылок, приспособлены для

изменения высоты наполнения.

При изменении высоты наполнения верхняя часть разливочного автомата с кольцевым

резервуаром и наполнительными клапанами при помощи шпинделей и зубчатого венца

поднимается до нужной высоты. Для этого в ЭВМ вводятся данные по высоте различных

сортов бутылок, так что переоснастка на другой тип бутылок может быть проведена очень

быстро. Существует также возможность настройки и контроля высоты наполнительных

устройств вручную.

5.1.4.4. Конструкция и принцип действия наполнительных устройств

Наполнение бутылок, естественно, является одним из важнейших процессов, в ходе

которого все качественные параметры разливаемого напитка должны сохраняться без

измерений. Для этого наполнительные устройства в зависимости от предъявляемых

напитками требований должны быть различными по конструкции и функции.

Наполнительные устройства являются сложными по конструкции системами с

508

различными усовершенствованиями, которые следует рассмотреть отдельно. К ним

относятся следующие механизмы:

· центрирующие колокольчики;

· нашивные клапаны с трубками;

· наливные клапаны без трубок;

· системы управления клапанами;

· системы наполнения по объему.

Центрирующий колокольчик

Для соединения бутылки с наполнительным устройством имеются, по существу, две

возможности:

· либо поднять бутылку и прижать ее к клапану, либо

· прижать клапан к бутылке.

Ниже будет показано, что вторая возможность реализуется при розливе в банки. При

наполнении бутылок всегда поднимают бутылку, однако чтобы добиться правильного

центрирования бутылок по отношению к наполнительному устройству, используется

Центрирующий колокольчик, который поднимается вместе с бутылкой (рис. 5.24).

Колокольчик устанавливает ее по центру наполнительного устройства и прижимает к нему.

Наливные клапаны с трубкой

При использовании наливных клапанов с трубкой пиво наливается через наливную

трубку, конец которой располагается непосредственно над дном бутылки. Тем самым бутылка

наполняется медленно снизу вверх без стекания наливаемого пива по стенкам бутылки, и

поэтому поглощение кислорода в этом случае находится на очень низком уровне.

В наливной трубке имеется отверстие для выхода газа на высоте заданного уровня

наполнения бутылки, которое связано с каналом возврата газа.

Внутренний диаметр наливной трубки ограничивается:

· горлышком бутылки (« 17 мм);

· наружным диаметром трубки (« 14 мм);

· внутренним диаметром трубки (10-12 мм).

В связи с этим всегда стараются ускорить скорость течения жидкости при помощи

перепада давления.

В ходе процесса наполнения создающий противодавление диоксид углерода

возвращается через возвратную воздушную трубку обратно в возвратный газовый канал.

Поэтому бутылка будет наполнена лишь до входного отверстия трубки возвратного газового

канала, так как газ, находящийся выше этой точки, уйти уже не может.

После закрытия наливного клапана наливная трубка еще находится в бутылке, и

509

остатки продукта в ней могут стечь. Естественно, этот объем учитывается при определений

высоты отверстия в трубке возврата газа.

Чтобы повысить скорость наполнения в начальной фазе, можно открыть еще один

клапан на канале возврата газа в атмосферу, установив тем самым перепад давлений, что

ускорит скорость течения жидкости (быстрое наполнение). Близко к концу процесса

наполнения этот дополнительный клапан закрывается, и наполнение продолжается с

«нормальной» скоростью. При этом получаются три фазы наполнения:

· короткая начальная фаза замедленного наполнения;

· более продолжительная фаза быстрого наполнения;

· короткая фаза замедленного наполнения.