книги из ГПНТБ / Главинский Д.Г. Современная техника пивоваренного производства

Солод дробится мокрым способом на том же этаже, в непосредственной

близости от варочного агрегата.

Контроль и управление всеми производственными процессами — пуском и остановкой насосов и электродвигателей, подачей хмеля, изменением тем­ пературных режимов и т. д. — организованы с автоматического пульта уп­ равления, на котором дежурный технолог имеет также возможность наблю­ дать за степенью осветления сусла, выходящего из фильтр-чана.

Близкие по конструкции варочные агрегаты в настоящее вре­ мя осваиваются отечественными заводами.

Блочный варочный агрегат

В отличие от предыдущего агрегат расположен по вертикали. Все ва­ рочные котлы смонтированы на общем каркасе и скомпонованы один над другим, что обеспечивает гравитационное перемещение продукта в процессе

Рис. 84. Варочный блочный агрегат:

/ — бункер дробленого солода, 2 — шнек, 3 — насос, 4 — заторный котел, 5 — фильтрчан, 6 — русельник, 7 — сусловарочный котел, 8 — конденсатор, 9 — вытяжная труба, 10 — щит управления, И — хмелеотборочный чан

переработки из одного аппарата в другой. Варочные агрегаты блочного типа выпускаются разными фирмами в различном компоновочном оформлении.

Наиболее удачны по компоновке и удобству обслуживания блочные ше­ стипосудные варницы, выпускаемые чешскими машиностроительными заво­ дами фирмы Skoda, Hradec Kralove (рис. 84). Они смонтированы по три аппарата в одном блоке, вследствие чего высота их меньше. Это облегчает обслуживание варниц рабочим персоналом.

110

Блочные варочные агрегаты позволяют сэкономить площади производст­ венных помещений, однако они неудобны в эксплуатации и для ремонтов, вследствие чего не получили широкого распространения.

Установка для непрерывного производства сусла А РѴ

Фирма АРѴ Со Ltd (Англия) создала схему непрерывного производства пива, состоящую из отделения для приготовления пивного сусла и цеха бро­ жения и дображивания. По этой схеме построен и работает с 1967 г. пиво­ варенный завод в Валенсии (Испания) производительностью 3,6 млн. дал пи­ ва в год.

Рис. 85. Варочное отделение АРѴ:

1, 2, 16 — бункера, 3 — дозаторы, 4 — солододробилка, 5 — развариватель. 6 — про-

Варочное отделение по схеме АРѴ работает следующим образом (рис. 85). Солод и несоложеные материалы подаются в бункера и с помощью весов-дозаторов направляются раздельно на соответствующие дробилки: со­ лод на шестивальцовую дробилку, а несоложеное зерно — на мельничный стан. Дробленый солод подается на предзаторник непрерывного действия, где смешивается с водой в соотношении 1 :3 при температуре затора 47° С, а затем в трубчатый осахариватель первой ступени, где при этом температур­ ном режиме происходит расщепление белков. Несоложеные материалы также смешивают с водой, кипятят до клейстеризации, после чего соединяют с со­ лодовым затором, подавая их непрерывно небольшой струей (температура затора при этом повышается до 62° С). Затор непрерывной струей проходит

m

через второй трубчатый осахариватель. Конечная температура (75° С) до­ стигается в обогреваемом паром зращающемся барабане.

Работа ведется по схеме с отварками, для чего часть затора направ­ ляется в специальный варочный котел непрерывного действия и после кипя­ чения вновь смешивается с основным затором во вращающемся барабане, где происходит окончательное доосахаривание.

Готовый затор непрерывно перекачивается насосом в отдельные ротационно вращающиеся сегменты фильтрационного чана. По мере продвижения ситчатых сегментов вокруг центральной оси за 3,5 ч затор в них отстаивается, сусло стекает, дробина промывается и выбрасывается через шарнирно-откид­ ные днища. В фильтре воспроизводится процесс фильтрации обычного фильт­ рационного чана с плоским днищем. Готовое сусло стекает в сборник, пере­ мешивается и подается насосом для последующей переработки.

Отфильтрованное сусло из сборника поступает в один из двух суслова­ рочных котлов периодического действия, работающих попеременно. По пути сусло обогащается дробленым хмелем, который из бункера направляется в измельчитель, а затем с помощью дозатора Порциями подается в сусло. Сус­ ло кипятится 1,5 ч. Сваренное сусло через хмелецедильник сливается в про­ межуточный чан с коническим днищем, сепарируется для отделения горячей мути, охлаждается на пластинчатом холодильнике, насыщается кислородом, вторично фильтруется на кизельгуровом фильтре, пастеризуется, охлаждается до температуры брожения и направляется в бродильное отделение. Плот­ ность готового сусла регулируется автоматическим приспособлением путем добавления воды.

Установка для непрерывного производства сусла «Центрибрей»

Шведской фирмой «Альфа Лаваль» создана новая установка «Центри­ брей» для непрерывного производства сусла, предназначенная для оснаще­ ния пивоваренных заводов производительностью 5 и 10 млн. дал пива в год.

Установка скомпонована из трех линий: приготовления затора, извлече­ ния экстракта и тепловой обработки сусла (рис. 86).

Сптд

Рис. 86. Установка для непрерывного производства сусла системы «Центрибрей»:

112

На первой линии производится непрерывная очистка солода на обще­ известном оборудовании, взвешивание на автоматических весах и измельче­ ние на молотковой мельнице до частиц размером 300—500 мкм.

Мелкоизмельченный солод, доступный для извлечения из него экстрак­

водить как по инфузионному, так и по декокционному способу. После зати­ рания масса пропускается через спиральный теплообменник, где подогре­ вается до 50° С и направляется в другой спиральный теплоизолированный аппарат-осахариватель, где выдерживается при этой температуре заданное время. Далее затор подвергается еще одной температурной обработке и вы­ держке в аппаратах, аналогичных предыдущим, при температуре 70° С и на­ правляется в третий спиральный теплообменник, где нагревается до 73° С. На этом заканчивается процесс осахаривания и затор направляется на линию извлечения экстракта.

На второй линии горячий затор поступает в аппарат с мешалкой, в ко­ тором происходит окончательное формирование затора и непрерывная его подача в аппараты для отделения и промывания дробины. Таких аппаратов в установке три. Они представляют собой ситчатые конические диски с отвер­ стиями диаметром 25—50 мкм с частотой вращения 100—200 об/мин, на вра­ щающихся дисках сусло отделяется от дробины, которая промывается горя­ чей водой и направляется во второй аналогичной конструкции аппарат, а из него — в третий. Здесь дробина промывается водой до содержания в ней экстракта 0,5% и удаляется из аппарата для сушки, а промывные воды из третьего аппарата направляются для промывки дробины во второй аппарат, а из второго — в первый. Таким образом, экстрактивность промывных вод постепенно повышается и первоначальное сусло мало разбавляется водой.

Сусло вместе с промывными водами из первого аппарата поступает на сепаратор, где освобождается от белковых веществ и взвесей и направляется на линию тепловой обработки. Белковый осадок, извлеченный из сусла на сепараторе, высушивается и утилизируется как ценный корм.

На третьей линии сусло поступает в аппарат с мешалкой, в который до­ бавляют порошок или экстракт хмеля, после чего периодически подают сусло насосом в теплообменник. Непродолжительный нагрев сусла при 150° С спо­ собствует более полному выпадению белков и образованию крупного бруха на следующей операции. Далее сусло набирают в герметизированный вакуумаппарат, где оно интенсивно кипит и быстро охлаждается до 80° С. Регули­ рование вакуума в аппарате позволяет получать сусло разной плотности для приготовления различных сортов пива. Применяемая для конденсатора хо­ лодная вода нагревается до 60—70° С и ее используют для приготовления за­ тора и промывания дробины.

После такой тепловой обработки и вакуум-кипячения сусло слегка по­ догревается и направляется в сборник, из которого непрерывно поступает в сепаратор для отделения от хмелевого и белкового осадков. Осветленное охмеленное сусло поступает в пластинчатый теплообменник и далее в бро­ дильный чан. В случае выпадения белков после охлаждения сусло сепари­ руют вторично.

Описанный способ приготовления сусла обеспечивает получение высоко­ качественного сусла при незначительных потерях экстракта и экономном рас­ ходовании тепла. По сообщению фирмы, такая установка смонтирована на Гданьском пивоваренном заводе в ПНР.

Аппараты для охлаждения пивного сусла

В настоящее время пивоваренные заводы оснащают автома­ тизированными закрытыми пластинчатыми теплообменниками, предназначенными для охлаждения сусла в закрытом потоке.

113

Эти аппараты занимают мало места и позволяют вести процесс охлаждения автоматически — по любому заданному тепловому режиму, в стерильных условиях и при минимальных затратах рабочей силы.

Современные пластинчатые теплообменники доступны для очистки и дезинфекции; их обычно разбирают раз в две-четыре недели, в то время как оросительные холодильники нуждаются в очистке после охлаждения каждого затора. По окончании опе­ рации пластинчатый теплообменник промывают и заливают го­ рячей водой (70—80°С), моющими и дезинфицирующими ра­ створами, а затем промывают холодной водой.

Некоторые заводы не применяют дезинфицирующих раство­ ров; после промывки теплообменника проточной холодной во­ дой (под напором с помощью насоса) его заливают горячей водой (80°С), дают ей немного сойти, пока не прогреются ме­ таллические пластины, и оставляют теплообменник наполненным водой в стерильном состоянии до следующей варки.

Конструкция пластинчатого теплообменника напоминает со­ временный фильтр-пресс. Аппарат состоит из чугунной стани­ ны: две стойки станины соединены направляющими балками, на которые опираются рабочие и разделительные пластины, проме­ жуточная и зажимная плиты.

При сборке аппарата плиты сдвигаются к задней неподвиж­ ной стойке и зажимаются прижимными гайками с помощью специальных ключей (рис. 87, а).

Теплообмен в аппарате осуществляется группой двусторон­ них штампованных рифленых пластин и гладких прокладок, ко­ торые, чередуя, укладывают парами и собирают в пакет. Меж­ ду прокладками и пластинами образуются каналы с большим числом ходов, по которым с одной стороны прокладки проте­ кает охлаждающая жидкость со скоростью около 1,5 м/с, а с другой в обратном направлении — подлежащее охлаждению сусло или пиво. По краям пластин имеются отверстия, которые при сборке образуют каналы для подачи и отвода сусла, а так­ же охлаждающей жидкости.

Пластины скомпонованы в две секции: водяного и рассоль­ ного охлаждения. Они разделены промежуточной плитой, в уг­ лах которой размещены штуцера для подвода и отвода охлаж­ даемого продукта и хладоносителя.

Каналы, образуемые рабочими и разделительными пласти­ нами, через которые проходят продукт и хладоноситель, уплот­ нены при помощи специальных резиновых жгутов, уложенных в пазы рабочих пластин. За счет р.азного расположения сквоз­ ных отверстий в углах разделительных пластин рабочие пласти­ ны в секциях образуют пакеты, т. е. группу пластин с одинако­ вым направлением потока жидкости.

Охлаждение горячего сусла в аппарате производится следу­ ющим образом (рис. 87,6).

114

Горячее сусло из отстойного аппарата насосом подается в первую секцию теплообменника, где охлаждается с помощью холодной воды до 25° С. Далее по соответствующему каналу охлажденное сусло переходит через промежуточную плиту во вторую секцию теплообменника, где окончательно охлаждается рассолом (5—6° С) и направляется из теплообменника в бро­ дильное отделение.

Современные теплообменные аппараты комплектуются тер­ морегуляторами и пультами автоматического управления, поз­ воляющими поддерживать заданный температурный режим теп­ лообмена.

Рис. 87. Аппараты для охлаждения сусла:

а — общий вид пластинчатого теплообмен­ ника, б — схема о-хлаждения сусла: / — отстойный чан, 2 — насос, 3 — пластин­ чатый теплообменник, 4 — аэратор, 5 — сжатый воздух

Пластинчатые теплообменники марки АОЗ-У6 выпускаются Болшевским машиностроительным заводом Главпищемаша.

Они состоят из двух секций — водяного и рассольного ох­ лаждения, в которых размещены рабочие рифленые и раздели­ тельные гладкие пластины, изготовленные из нержавеющей ста­ ли. Активная теплопередающая поверхность одной пластины 0,15 м2. В зависимости от числа комплектующих пластин меняет­ ся производительность теплообменника. Его максимальная про­

115

изводительность составляет 6000 л/ч. Габариты теплообменни­ ка 2200X700X1620 мм.

Теплообменники АОЗ-У6 снабжены пультом автоматического управления.

На крупных, вновь строящихся пивоваренных заводах уста­ навливают аналогичной конструкции двухсекционные пластин­ чатые теплообменники Болшевского машиностроительного заво­ да марки 00А-25 производительностью 25000 л/ч.

На пивоваренных заводах средней мощности, имеющих ва­ рочные агрегаты на 1,5—2 т единовременной засыпи зернопродуктов, могут быть также использованы более простые в изготов­ лении и эксплуатации кожухотрубные теплообменники (рис. 88).

Теплообменники внутри разделены на отдельные секции, что позволяет проводить охлаждение холодной водой и рассолом в одном аппарате. Трубы теплообменника очищают периодиче­ ски с помощью круглой щетки, закрепленной на гибком спи­ ральном валу, соединенном с электродвигателем.

АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ВАРКИ

Как в СССР, так и за рубежом производственные процессы приготовления пивного сусла автоматизированы на небольшом количестве пивоваренных заводов.

В последнее время в зарубежных странах варочные агре­ гаты выпускаются оснащенными пультами управления, на ко­ торых сосредоточен весь комплекс приборов автоматического управления и контроля. Как правило, управление технологиче­ скими пооцессами варки сусла ведется оператором непосредст­ венное пульта управления. Только в варницах непрерывного дей­ ствия процесс затирания проводится без непосредственного уча­ стия оператора, т. е. автоматически с помощью приборов, по зара­ нее заданной программе. Автоматы подают солод, пускают в ход мешалки, насосы и т. д. Точно соблюдаются необходимые тем­ пературные режимы, паузы и сроки перекачивания затора. Го­ товое сусло автоматически направляется в хмелеотборник, а за­ тем через центрифугу в теплообменник и далее.

Наряду с исполнительными механизмами предусмотрена также проверочная блокировочная система. Так, затирание не может быть начато, если спускной вентиль в заторном котле открыт; перекачивание первой отварки в варочный котел не­ возможно, если температура затора отклоняется от заданной.

Системой предусмотрен также автоматический отбор конт­ рольных проб. Анализируя эти пробы, оператор имеет возмож­ ность проверять надежность действия автоматических приборов и вносить соответствующие коррективы в программу их ра­ боты.

116

Применение автоматики управления технологическими про­ цессами приготовления сусла периодическим методом — весь­ ма сложная задача, а при использовании солода низкого каче­ ства может оказаться вообще не эффективным.

В действующих варницах автоматизация процессов приго­ товления сусла практически трудноразрешима в связи с необ­ ходимостью регулирования температуры затора не только по времени, но и в зависимости от степени осахаривания крахма­ ла и наличия белка в солоде. Эти условия сильно осложнили работу приборов, вследствие чего автоматизация управления температурными режимами варки на отечественных заводах развивается трудно. В четырех посудных варочных агрегатах более эффективным оказываются центральные пульты управ­ ления, на которые выведены только дистанционные термометры контроля температуры и все пусковые приборы, позволяющие оператору с одного места управлять технологическими процес­ сами.

Следует также отметить, что комплексная автоматизация ва­ рочных агрегатов может себя оправдать главным образом на крупных пивоваренных заводах, где организована служба КИП. Организованное на ряде заводов («Вена», «Дзержинский» и др.) автоматическое управление технологическими процессами вар­ ки сусла с центрального пульта не привилось вследствие ослож­ нения работы и увеличения эксплуатационных расходов.

Одесский институт «Пищепромавтоматика» разработал для пивоваренных заводов комплексную схему автоматизации ос­ новных технологических процессов варки сусла с размещением всех приборов дистанционного контроля и средств управления на специальном щите (рис. 89).

К числу этих приборов относятся: приборы для контроля pH на всех стадиях приготовления сусла; приборы для контроля плотности сусла при фильтрации и кипячении; приборы для контроля температуры воды, затора и сусла; устройства для автоматического контроля уровня в аппаратах и резервуарах; сигнальные устройства работы насосов, мешалок, дробилок и другого оборудования; дистанционные пусковые приборы для насосов, вентилей и другого оборудования.

Одним из наиболее важных участков, нуждающихся в ав­ томатизации, являются водогрейные и водонапорные резервуа­ ры. На многих пивоваренных заводах водогрейные баки в ва­ рочных цехах часто переполняются, что вызывает большой пе­ рерасход воды и пара. Для этой цели на заводах применяют разные устройства для автоматического выключения воды при наполнении резервуаров.

Наиболее простые из них следующие:

1) при наполнении резервуаров водой из центрального во­ допровода в них устанавливают обычные поплавковые клапаны, перекрывающие воду при всплывании поплавка;

11?