- •Глава 1. Расчет расхода сырья, полупродуктов, вспомогательных материалов,
- •1.1. Расчет расхода сырья, полупродуктов, отходов производства
- •Характеристика сырья
- •Экстрактивность:
- •1) На воздушно-сухое вещество конкретного зернопродукта, %:
- •1.2. Расчет тары и вспомогательных материалов
- •Нормативы потерь стеклянных бутылок на пивоваренных заводах
- •Т аблица 2.2 Нормы запаса и хранения посуды, ящиков и готовой продукции
- •О кончание табл. 2.2
- •Глава 3. Расчет и подбор
- •3.1. Оборудование для приемки зернопродуктов
- •Оборудование для механической разгрузки зерна
- •3.2. Оборудование варочного цеха
- •3.2.1. Выбор варочного агрегата Варочный агрегат подбирается по количеству зернопродуктов, перерабатываемых в сутки (qсут) в наиболее напряженный месяц:
- •Характеристика варочных агрегатов
- •3.2.2. Вспомогательное оборудование варочного цеха
- •Насосы Производительность насосов (пнас, м3/час):
- •Насос мутного сусла. Возврат мутного сусла длится 10 мин, и его количество составляет 10 % от объема заторной массы. Подача насоса:
- •Насос для удаления дробины. Для удобства перекачки дробина разбавляется водой в соотношении 1:4, и процесс ее передачи в сборник длится 15 мин. Масса дробины из одной варки:
- •Сборники для дробины. Бункер должен вмещать дробину с одной варки. Для рассматриваемого примера вместимость бункера 24,1 м3. При диаметре бункера 4 м его высота составит:
- •3.2.3. Оборудование для хранения и подготовки зернопродуктов Бункера для хранения суточного запаса зернопродуктов Вместимость бункеров (vб.Сут, м3):
- •Т 37 аблица 3.8 Техническая характеристика отечественных классических варочных агрегатов
- •Т 39 аблица 3.9 Техническая характеристика автоматизированных варочных агрегатов
- •Т аблица 3.10
- •Характеристика зарубежных варочных агрегатов
- •Бункер для солода рассчитывают на максимальное суточное количество перерабатываемого зерна.
- •Техническая характеристика полировочных машин
- •Техническая характеристика сепараторов типа зсм
- •Дробилки
- •Бункер дробленого карамельного солода:
- •Бункер дробленого риса:
- •3.3. Оборудование для осветления и охлаждения сусла
- •Техническая характеристика гидроциклонных аппаратов
- •3.4. Оборудование цеха брожения и дображивания
- •3.4.1. Оборудование при использовании классической схемы
- •Техническая характеристика аппаратов главного брожения
- •Для Московского пива:
- •Для Украинского пива:
- •Для Московского пива:
- •Для Украинского пива:
- •3.4.2. Оборудование при использовании
- •Для Московского пива:
- •Для Украинского пива:
- •Техническая характеристика цкба
- •Пивные насосы. Производительность насосов при напряженной работе завода, м3/час:
- •Техническая характеристика установок Грейнера
- •3.5. Оборудование фильтрационного отделения
- •3.6. Оборудование цеха розлива
- •3.6.1. Розлив пива в бутылки
- •Розлив в стеклянную бутылку. Согласно заданию, в стеклянную бутылку вместимостью 0,5 дм3 разливается 40 % Жигулевского пива и все сортовое пиво. Общее количество пива составит:
- •3.6.2. Розлив пива в кеги
- •Глава 4. Энергетические расчеты
- •4.1. Расход горячей воды
- •4.2. Расход холодной воды
- •4.3. Расход пара на технологические нужды
- •4.3.1. Расход пара в варочном цехе
- •4.3.2. Расход пара в отделении чкд
- •4.3.3. Расход пара в цехе розлива
- •Т аблица 4.5
- •Сводные данные по расчету пара
- •4.4. Расход холода
- •4.4.1. Расход холода на охлаждение сусла
- •4.4.2. Расход холода на отвод тепла,
- •4.4.3. Расход холода на охлаждение молодого пива
- •4.4.4. Расход холода на отвод тепла,
- •4.4.5. Расход холода на охлаждение пива перед фильтрацией
- •4.4.6. Расход холода на охлаждение пива перед карбонизацией
- •4.4.7. Расход холода на охлаждение воды для промывки дрожжей
- •4.4.8. Расход холода на охлаждение помещений
- •Кратность воздухообмена
- •Сводные данные по расходу холода
- •4.5. Расход сжатого воздуха
- •Нормы расхода сжатого воздуха
- •4.6. Расход диоксида углерода
- •Нормы расхода диоксида углерода
- •4.7. Расход электроэнергии
- •Список рекомендуемой литературы
- •Технология отрасли «Технологические расчеты по производству пива»
- •650056, Г. Кемерово, б-р Строителей, 47
- •650010, Г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Т.Н. Борисенко, Л.В. Пермякова
ТЕХНОЛОГИЯ ОТРАСЛИ
«Технологические расчеты по производству пива»
Учебное пособие
Для студентов вузов
Кемерово 2005
УДК 663.4(07)
ББК 36.87
Б82
Рецензенты:
Г.П. Тихомирова, главный технолог ОАО
«Новокемеровский пиво-безалкогольный завод»;
М.А. Иголинская, канд. техн. наук, начальник испытательной
лаборатории ФГУ Кемеровского ЦСМ
Рекомендовано редакционно-издательским советом
Кемеровского технологического института
пищевой промышленности
Борисенко, Т.Н., Пермякова, Л.В.
Б82 Технология отрасли. Технологические расчеты по производству пива : учебное пособие / Т.Н. Борисенко, Л.В. Пермякова; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2005. - 112 с.
ІЅΒΝ 5-89289-376-6
Приведены алгоритмы расчета сырья, полупродуктов, вспомогательных материалов, отходов пивоваренного производства, основного технологического оборудования, расчеты расхода энергоресурсов.
Предназначено для студентов специальности 270500 «Технология бродильных производств и виноделие».
УДК 663.4(07)
ББК 36.87
ІЅΒΝ-89289-376-6
© КемТИПП, 2005
© Т.Н. Борисенко, Л.В. Пермякова, 2005
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ……………………………………………………………………. |
5 |
Глава 1. Расчет расхода сырья, полупродуктов, вспомогательных материалов, отходов производства ………………………………………….. |
6 |
1.1. Расчет расхода сырья, полупродуктов, отходов производства ……………………………………………... |
6 |
1.2. Расчет тары и вспомогательных материалов …………………….. |
13 |
Глава 2. Расчет складов ………………………………………………………... |
21 |
Глава 3. Расчет и подбор технологического оборудования ………………… |
27 |
3.1. Оборудование для приемки зернопродуктов ……………………... |
27 |
3.2. Оборудование варочного цеха …………………………………….. |
32 |
3.2.1. Выбор варочного агрегата …………………………………... |
32 |
3.2.2. Вспомогательное оборудование варочного цеха …………. |
34 |
3.2.3. Оборудование для хранения и подготовки зернопродуктов ……………………………………………… |
36 |
3.3. Оборудование для осветления и охлаждения сусла ……………… |
48 |
3.4. Оборудование цеха брожения и дображивания ………………….. |
50 |
3.4.1. Оборудование при использовании классической схемы с раздельным проведением процессов брожения и дображивания ……………………………………………... |
50 |
3.4.2. Оборудование при использовании ускоренного сбраживания в ЦКБА ………………………... |
54 |
3.4.3. Оборудование дрожжевого отделения …………………….. |
56 |
3.5. Оборудование фильтрационного отделения ……………………… |
58 |
3.6. Оборудование цеха розлива ……………………………………….. |
61 |
3.6.1. Розлив пива в бутылки ……………………………………… |
61 |
3.6.2. Розлив пива в кеги …………………………………………... |
68 |
Глава 4. Энергетические расчеты …………………………………………….. |
70 |
4.1. Расход горячей воды ……………………………………………….. |
70 |
4.2. Расход холодной воды ……………………………………………... |
74 |
4.3. Расход пара на технологические нужды ………………………….. |
79 |
4.3.1. Расход пара в варочном цехе ……………………………….. |
80 |
4.3.2. Расход пара в отделении ЧКД …………………………….... |
84 |
4.3.3. Расход пара в цехе розлива …………………………………. |
85 |
4.4. Расход холода ………………………………………………………. |
87 |
4.4.1. Расход холода на охлаждение сусла в пластинчатом теплообменнике …………………………... |
88 |
4.4.2. Расход холода на отвод тепла, выделяемого при главном брожении ……………………………………… |
89 |
4.4.3. Расход холода на охлаждение молодого пива …………….. |
90 |
4.4.4. Расход холода на отвод тепла, выделяющегося при дображивании ……………………….. |
90
|
4.4.5. Расход холода на охлаждение пива перед фильтрацией ………………………………………….. |
91 |
4.4.6. Расход холода на охлаждение пива перед карбонацией ………………………………………….. |
91 |
4.4.7. Расход холода на охлаждение воды для промывки дрожжей …………………………………….. |
91 |
4.4.8. Расход холода на охлаждение помещений ……………….. |
92 |
4.5. Расход сжатого воздуха ……………………………………………. |
94 |
4.6. Расход диоксида углерода …………………………………………. |
98 |
4.7. Расход электроэнергии …………………………………………….. |
100 |
Список рекомендуемой литературы ………………………………………….. |
104 |
Приложение ……………………………………………………………………. |
106 |
ПРЕДИСЛОВИЕ
Основными разделами в курсовом и дипломном проекте по дисциплине «Технология отрасли» являются технологические расчеты. Они включают расчет продуктов и вспомогательных материалов, оборудования, воды, пара, холода, воздуха, углекислого газа, электроэнергии.
Технологические расчеты - важнейший вид деятельности инженеров-тех-нологов и на производстве. В условиях динамичного развития пивоваренной отрасли и ее модернизации возникает необходимость выполнения технологических расчетов при переходе на новые технологические режимы и оборудование.
При выполнении расчетов, кроме алгоритма, требуется обширный разноплановый справочный материал. Данное учебное пособие включает все необходимое для выполнения технологических расчетов: алгоритмы расчетов, справочный материал, примеры расчетов.
Глава 1. Расчет расхода сырья, полупродуктов, вспомогательных материалов,
ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА
1.1. Расчет расхода сырья, полупродуктов, отходов производства
Исходные данные для расчета включают: ассортимент выпускаемой продукции (приложение), годовой выпуск пива, качественные показатели сырья (таблица 1.1), нормы потерь по стадиям производства (таблица 1.2).
Таблица 1.1
Характеристика сырья
Наименование сырья |
Влаж-ность, % |
Экстрак- тивность, % на а.с.в. |
Объемная масса, кг/м3 |
Солод светлый |
5,6* |
76,0 |
530 |
Солод темный |
5,0 |
74,0 |
530 |
Солод карамельный |
6,0 |
72,0 |
530 |
Ячмень товарный |
15,0 |
75,0 |
630 |
Ячмень очищенный |
14,5 |
76,0 |
650 |
Рисовая крупа (сечка) |
15,0 |
85,0 |
700 |
Мука ячменная |
15,0 |
72,0 |
400 |
Мука кукурузная |
15,0 |
76,0 |
400 |
Сахар-песок |
0,15 |
99,55 |
800 |
Хмель (прессованный, гранулированный, экстракт) (ГОСТ 21947-76, ТУ 18 РСФСР 253-75) |
В соответствии с инструкцией ТИ 18-6-11-83 |
||
______
* Характеристика светлого солода принята из условий поступления 40 % солода I класса и 60 % солода II класса.
Пример расчета продуктов и вспомогательных материалов приведен для пивоваренного завода производительностью 4,0 млн. дал пива в год. Ассортимент выпускаемого пива: Жигулевское - 70 % от общего выпуска продукции, Московское - 20 %, Украинское - 10 %. Для охмеления сусла применяется 100 % гранулированного хмеля. Розлив 40 % пива Жигулевского осуществляется в стеклянную бутылку, 30 % в кеги, 30 % в ПЭТ-бутылку. Весь объем сортового пива (Московское и Украинское) разливается только в стеклобутылку.
В задании на проектирование могут быть указаны сорта пива, величина потерь для которых не приведена в таблице 1.2. В этом случае значение потерь берут по сорту пива, близкому по типу (светлое, темное) и экстрактивности начального сусла (например, для пива Двойное золотое 15 %-го полутемного потери аналогичны пиву Мартовское).
Независимо от выбранного способа брожения и дображивания (ЦКБА, полунепрерывный) потери по этим стадиям принимают как по классической периодической схеме.
Таблица 1.2
Потери при производстве пива
Потери |
Сорт пива |
||||||
Жигулевское 11 % |
Рижское 12 % |
Столичное 12 % |
Московское 13 % |
Украинское 13 % |
Мартовское 14,5 % |
Ленинград- ское 20 % |
|
Экстракта в варочном цехе при затирании, % к массе сырья |
2,60 |
2,70 |
2,70 |
2,80 |
2,80 |
2,70 |
2,80 |
В варочном цехе в солодовой, хмелевой дробине, на стадии осветления и охлаждения сусла, % к объему горячего сусла |
6,0 |
6,0 |
6,0 |
6,0 |
6,0 |
6,0 |
6,5 |
В отделении главного брожения, % к объему холодного сусла |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
2,5 |
В отделении дображивания и фильтрования, % к объему молодого пива |
2,35 |
2,70 |
2,70 |
2,70 |
2,70 |
2,70 |
3,00 |
в том числе при фильтровании |
1,55 |
1,70 |
1,70 |
1,70 |
1,70 |
1,70 |
2,00 |
В отделении брожения и дображивания пива в ЦКБА, % к объему холодного сусла |
4,65 |
4,65 |
4,65 |
4,65 |
|
|
|
в том числе при фильтровании |
1,55 |
1,55 |
1,55 |
1,55 |
|
|
|
При розливе, % к объему фильтрованного пива: - в бутылки - в кеги - при бестарной перевозке (с учетом налива в автотермоцистерны, транспортировки и передачи в торговую сеть) |
2,0 0,5
0,33 |
2,0 - |
2,0 - |
2,0 - |
2,0 - |
2,0 - |
2,0 - |
|
|
|
|
|
|
||
Потери при пастеризации пива в бутылках, % к объему пива, подлежащего пастеризации |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
Относительная плотность пивного сусла для конкретных сортов пива зависит от экстрактивности начального сусла, и значения ее приведены в соответствующих таблицах в литературе по технохимическому контролю пивоваренного производства.
Ниже приведен расчет сырья и полупродуктов для пива Жигулевское, для остальных сортов расчет аналогичен. Исходные данные для расчета представлены в таблице 1.3.
Таблица 1.3
Исходные данные для расчета продуктов
Показатель |
Обозначе- ние, ед. изм. |
Жигу-левское |
Мос- ковское |
Украинское |
Количество зернопродуктов |
Шт. |
2 |
2 |
3 |
Потери: 1-й стадии (варочное отделение) 2-й стадии (отделение брожения) 3-й стадии (отделение дображивания и фильтрации) 4-й стадии (цех розлива) 5-й стадии (потери экстракта в пивной дробине) |
П0, % П1, % П2, %
П3, %
П4, % |
6,0 2,3 2,35
1,1
2,6 |
6,0 2,3 2,7
2,0
2,8 |
6,0 2,3 2,7
2,0
2,8 |
Экстрактивность: светлого солода темного солода карамельного солода ячменя риса начального сусла для данного сорта пива |
Эс.с., % Эт.с., % Эк.с., % Эяч., % Эр., %
Эн.с., % |
76 - - 75 -
11 |
76 - - - 85
13 |
76 74 72 - -
13 |
Влажность: светлого солода темного солода карамельного солода ячменя риса |
Wс.с.,% Wт.с.,% Wк.с.,% Wяч.,% Wр.,% |
5,6 - - 15 - |
5,6 - - - 15 |
5,6 5,0 6,0 - |
Норма расхода: светлого солода темного солода карамельного солода ячменя риса |
n с.с., доля n т.с., доля n к.с., доля n яч., доля n р., доля |
0,8 - - 0,2 - |
0,8 - - - 0,2 |
0,5 0,4 0,1 - - |
Относительная плотность пивного сусла для данного сорта пива |
d |
1,0442 |
1,0526 |
1,0526 |
Действительная степень сбраживания данного сорта пива |
Д, доля |
0,49 |
0,52 |
0,475 |
Производительность завода по данному сорту пива |
L, дал |
2800000 |
800000 |
400000 |
Примечание. Если пиво разливается в разные виды тары, то потери в цехе розлива рассчитываются как:
Пр = у · П3, (1.1)
где у - доля розлива данного сорта пива в стеклобутылку (кеги, ПЭТ-бутылку и др.);
П3 - величина потерь при розливе в конкретный вид тары, % (таблица 1.2).
Пример:
для пива Жигулевского Пр = 0,4 ·2 + 0 ,3 · 0,5 + 0,3 · 0,5 = 1,1 %;
для пива Московского Пр = 1,0 ·2 = 2,0 %.
Выход товарного пива, %:
В = ((100 - П0) · (100 - П1) · (100 - П2) · (100 - П3)) / 106; (1.2)
В = ((100 - 6) · (100 -2,3) · (100 -2,35) · (100 -1,1)) / 106 = 88,69 %