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

ные средства автоматизации. Тем не менее некоторые техноло­ гические процессы еще связаны с проведением трудоемких тя­ желых операций, требующих усовершенствования и механиза­ ции.

Оборудование и коммуникации

В бродильно-лагерных цехах современных заводов стацио­ нарные трубопроводы размещают вдоль стен коридоров и для присоединения их к бродильно-лагерным чанам или танкам требуются короткие соединительные шланги. На многих заводах стационарные технологические коммуникации подключены не­ посредственно к танкам и чанам. Это в значительной степени облегчает труд рабочих и улучшает условия производства.

Техническое и санитарное состояние производства значи­ тельно улучшается при использовании коррозионностойких тру­ бопроводов из нержавеющей стали или титанового сплава. Такие трубы обладают высокой химической устойчивостью по отношению к кислотам, щелочным растворам, органическим со­ единениям и легко поддаются очистке от пивного камня и де­ зинфекции с помощью различных агрессивных средств, приме­ нение которых в трубопроводах из цветных металлов не допу­ скается.

Расположение бродильно-лагерных емкостей на старых за­ водах затрудняет рациональное размещение коммуникаций и фронта работы, что вынуждает проводить работы в условиях высокой влажности и низких температур.

На современных пивоваренных заводах оборудование раз­ мещают таким образом, чтобы горизонтальные бродильно-ла­ герные танки находились в изолированных охлаждаемых поме­ щениях и выходили только лобовыми днищами, покрытыми тер­ моизоляцией, в теплый коридор. Люки танков и бродильных чанов, а также технологические трубопроводы расположены на стенках теплого коридора, и все операции по обслуживанию аппаратуры проводятся в этом коридоре без захода в охлаж­ даемые помещения-

Такое устройство подвальных помещений значительно облег­ чает условия работы.

Вертикальные танки и открытые чаны на современных заво­ дах изготовляют с наружными охлаждающими поясами, внутри которых циркулирует хладоноситель. Танки снаружи покрывают теплоизоляционным слоем.

Закрытую бродильную аппаратуру (рис. 91,а) устанавлива­ ют в помещениях с нормальной температурой, безопасной для здоровья обслуживающего персонала.

При использовании алюминиевых аппаратов взамен охлаж­ дающих поясов их опоясывают снаружи витками тонкостенных труб, уложенных на прокладки из изоляционного материала и

12t;

защищенных снаружи теплоизоляционным слоем (рис. 91,6). При таком способе охлаждения следует обращать серьезное внимание на то, чтобы трубки из черного или цветного инород­ ного металла не контактировали с алюминиевым корпусом, так как при соприкосновении этих металлов образуется гальвани­ ческая пара, способствующая быстрому разрушению стенок алюминиевых аппаратов. При установке лагерных или бродиль­

ных танков емкость их

зонтальной цилиндрической форме 50—60, при четырехугольной форме 60—80 дал.

Бродильно-лагерные аппараты современной конструкции из­ готовляют преимущественно вертикальными, с наружными ох­ лаждающими поясами, внутри которых циркулирует охлажда­ ющий раствор. Они выполняются в виде цилиндров большого диаметра с коническим днищем.

Использование наружного охлаждения танков и применение бродильных аппаратов с коническими днищами позволило ряду зарубежных заводов сов­ местить процессы брожения и дображивания пива в одном аппарате (рис. 93).

По окончании главного брожения из аппарата удаляют накопившиеся в конической части дрожжи, после чего продолжают в нем дображивание пива.

Такая рациональная технология брожения и дображивания позволяет избавиться от сложной сети продуктовых коммуникаций и шлангов и зна­ чительно сократить производственные потери и затраты рабочей силы.

В целях ускорения выдерживания пива в лагерных цехах, улучшения его осветления и утилизации дрожжей многие зарубежные пивоваренные заводы освобождают зеленое, сильно выброженное пиво от излишков дрожжей на сепараторах преимущественно мундштучного типа. Специализированные фир­ мы выпускают для этой цели сепараторы различных марок.

122

Рис. 94. Схема осветления зеленого пива да сепараторе:

I _бродильный чан, 2 — насос, 3 — фонарь, 4 — сепаратор, 5 — танк, 5 — сброс, дрожжей, 7 — насос, 8 — ванна для дрожжей

123

В настоящее время большое распространение в пивоварен­ ном производстве имеют стальные сосуды (танки, чаны), по­ крытые внутри специальной смолкой, а также танки и бродиль­ ные чаны, изготовленные из пищевого алюминия (последние более экономичны в эксплуатации, так как не требуют затрат труда на ежегодное обновление покрытия и частые ремонты).

Однако вследствие коррозии после 3—4 лет эксплуатации их поверхность становится шероховатой и неудобной для чистки и дезинфекции. Внутренние поверхности таких танков рекомен­ дуется после 8—10 лет эксплуатации обработать дробеструй­ ным аппаратом или же (осторожно) наждачным кругом, за­ крепленным на гибком валу.

Небольшое применение у нас имеют сосуды из нержавеющей стали и эмалированные. Эти конструкции весьма надежны и ги­ гиеничны в эксплуатации. В настоящее время принимаются меры к обеспечению пивоваренных заводов таким оборудованием.

При строительстве новых пивоваренных заводов за рубежом лагерные цехи, как правило, проектируют наземными с расположением блока лагерных танков в несколько этажей. Обычно монтаж проводят на открытых площад­ ках и после сооружения всего блока закрывают его наружной теплоизолиро­ ванной оболочкой в виде стен и крыши (рис. 95).

В зарубежной технике и частично в отечественном производ­ стве применяют бродильно-лагерные сосуды, выполненные из железобетона, покры­ тые внутри смолкой.

Они дешевы в изготов­ лении, однако требуют специального выполне­ ния и частых ремонтов, вследствие чего практи­ чески непригодны для длительной эксплуата­ ции.

Многие современ­ ные пивоваренные за­ воды—сторонники ста­ рой классической тех­ нологии — предпочита­ ют использовать откры­ тые бродильные чаны, в которых легко наблю­ дать за ходом броже­ ния и за санитарным состоянием аппарату­

ры. Однако на на таких заводах цехи брожения должны быть оборудованы вентиляцией с притоком стерильного .воздуха, что весьма осложняет условия производства и не обеспечивает долж­ ных стерильных условий. Использование открытых чанов броже­

124

ния увеличивает потребность в ручном труде (мойка аппарату­ ры, съем дрожжей, деки и т. д.).

Современным требованиям технологии брожения отвечает закрытая бродильная аппаратура, работающая под небольшим давлением, позволяющая поддерживать внутри аппаратов сте­ рильные условия и механизировать их мойку и дезинфекцию. Для обслуживания такие чаны необходимо оборудовать не­

сколькими люками,*обеспечивающими доступ в разные места чана.

Для наблюдения за процессом брожения гер­ метизированные бродиль­ ные чаны часто оборуду­ ют застекленными люка­ ми (рис. 96) с внутрен­ ним освещением, что зна­ чительно облегчает наб­ людение за процессом брожения.

В современных бро­ дильных чанах и в лагер­ ных танках овальные или круглые люки диаметром до 500 мм выполняют подвешенными на шар­ нирах. Люки такой кон­

струкции позволяют быстро герметизировать танк и при необхо­ димости свободно заходить внутрь него или ввести соответству­ ющее моющее оборудование.

Иногда верхние ряды танков подвешивают на поясах к по­ толку или колоннам (рис. 97,а). Хорошо зарекомендовало себя также устройство металлических площадок на уровне вторых ярусов танков, облегчающих обслуживание (рис. 97, б).

Установка для подработки дрожжей

Подработка дрожжей и их загрузка в бродильные чаны на большинстве заводов выполняются вручную. Эти операции тре­ буют больших затрат труда.

На всех современных механизированных заводах для пере­ мешивания и загрузки дрожжей в бродильную аппаратуру при­ меняют шланги или трубы и насосы. Иногда дрожжи перемеши­ вают и подают в чаны посредством монжю с помощью сжатого воздуха или углекислоты. Такой способ весьма гигиеничен, так как устраняется возможность инфицирования дрожжей. В не­ которых случаях семенные дрожжи подвозят к бродильному ча­ ну в передвижных монжю и стерильным сжатым воздухом пере­ качивают в чан (рис. 98).

125

Трудоемкой операцией является также съем семенных дрож­ жей из бродильных чанов. Как правило, эти дрожжи сгребают в ванночки в три слоя, причем дрожжи среднего слоя исполь­ зуют для последующего брожения, а остальные два слоя идут на утилизацию.

На передовых производствах дрожжи собирают в горизон­ тальные передвижные монжю и сжатым воздухом перекачивают

а

Рис. 97. Схема подвешивания танков (о) и металлическая площадка для обслуживания верхних ярусов (б).

Рис. 98. Передвижные монжю:

— вертикальное; б — горизонтальное

126

в ванночки для хранения и промывки. Для этой операции при­ меняют небольшие воздушные насосы реверсивного действия, позволяющие создавать в монжю давление или разрежение.

Иногда дрожжи засасывают в мон­ жю соплами под раз­ режением и после со­ ответствующей обра­ ботки и промывки отбирают клетки, на­ иболее пригодные для брожения. Для отделения слизи дрожжи промывают водой, подкисленной серной кислотой, за­ тем чистые дрожжи с водой пропускают через отстойные ци­ линдры и отбирают в одном из них наибо­ лее чистую и актив­ ную фракцию.

Эффективный способ промывки и обработки дрожжей с по­ мощью дрожжевого сепаратора разработан во ВНИИПБП. Во время сепарирования дрожжи отделяются от хмелевых смол и бактерий, отличающихся по плотности от дрожжевых клеток.

На зарубежных пивоваренных заводах для очистки семенных дрожжей используют вибрационные сита с большим числом колебаний. Так, при 50 периодах электротока п секунду сито делает до 3000 колебаний в минуту. Принцип работы такого сита основан на большой турбулентности движуще­ гося по ситу потока жидких дрожжей.

Аппарат (рис. 99) изготовлен из нержавеющей стали. Сито позволяет отделить дрожжи от посторонних включений, комков и хмелевых частиц, не прибегая к разбавлению их водой Аппарат подвешивается над приемником дрожжей на пружинах к штангам под углом 17,5°.

Вибрационные аппараты изготовляет датская фирма АРН на производи­ тельность от 40 до 100 л/мин. Диаметр отверстий сита 0,4 мм. Потребляемая мощность в среднем 300 Вт.

Работает аппарат следующим образом. С помощью насоса дрожжи из бродильного чана подают на сито. Производительность вибрационных сит и насоса выбирается с таким расчетом, чтобы обработку дрожжей из одного чана закончить за 10—20 мин. До подачи на вибросито дрожжи должны быть хорошо перемешаны. Они поступают по шлангу и с помощью трубы распре­ деляются по всей поверхности сита. Очищенные дрожжи проваливаются через отверстия сита в сборник, а отходы стекают по наклонному ситу вниз.

На зарубежных пивоваренных заводах для промывки семенных и пере­ работки отработавших дрожжей применяют также специальные установки.

Известно много схем отделений переработки дрожжей. Одна из них показана на рис. 100. Собранные в монжю отработавшие дрожжи перекачи­ вают в герметизированный резервуар и с помощью стерильного сжатого воз­ духа или углекислого газа подают на рамный фильтр-пресс для отделения

127

остатков пива, которые собирают в отдельный сборник с паровым обогревом и по мере его наполнения стерилизуют и перекачивают в бродильню для переработки.

Отпрессованные дрожжи тщательно размешивают с водой и в жидком виде подают в ситовой аппарат для очистки от грубых примесей и хмелевых смол.

Далее дрожжи перекачивают в отстойно-промывной аппарат, где их не­ сколько раз смешивают с водой, дают отстояться и верхний водяной слой декантируют. Чистые отмытые дрожжи, осевшие на дно аппарата, сливают в дрожжевые ванночки для хранения и последующего использования в про­ изводстве.

Рис. 100. Установка для переработки семенных дрожжей:

1 — напорный резервуар; 2 — фильтр-пресс, 3 — сборник отпрессованного пива, 4 — смеситель, 5 — вибрационное сито, 6 — отстойно-промывные аппараты,

7 ванна для дрожжей

Как указывалось выше, на некоторых пивоваренных заводах для очистки дрожжей используют отстойные чаны и сепараторы.

Аппараты для разведения чистой культуры дрожжей

На отечественных пивоваренных заводах находят примене­ ние аппараты чистой культуры разных систем: Ганзена, Линтнера, Коблитца, Грейнера и др. Наибольшее распространение имеет современный аппарат системы Грейнера (рис. 101). Он состоит из стерилизатора сусла, цилиндров для его сбражива­ ния и резервуара предварительного брожения. Бродильные ци­ линдры — от одного до четырех — применяются в зависимости от числа рас дрожжей, одновременно размножаемых в аппа­ рате.

Работает аппарат следующим образом. Предварительно ап­ парат стерилизуют острым паром. Стерилизатор наполняют го­ рячим суслом, стерилизуют и охлаждают его при помощи зме­ евика, в который поочередно пускают пар и охлажденную воду. Затем сусло давлением стерильного воздуха передают в бро­ дильный цилиндр, куда поступает также чистая культура дрож­ жей из дрожжевого аппарата.

Сбраживание сусла дрожжами протекает в течение трех су­ ток; за это время дрожжи размножаются, после чего часть их

128

отбирают для следующей разводки, а сброженное сусло вместе с дрожжами перекачивают в бродильню, в один из бродильных чанов, в котором проводят брожение с доливом сусла.

Аппараты выпускаются различных размеров; выбирают их в

зависимости от производительности завода и ассортимента вы­ пускаемого пива.

Установка для утилизации углекислого газа при брожении

На современных пивоваренных заводах основные процессы производства пива в бродильно-лагерных цехах ведут в ана­ эробных условиях в герметизированных аппаратах, в которых

Рис. 101. Аппарат Грейнера для чистой культуры дрожжей.

воздух вытеснен углекислым газом. До наполнения танка сус­ лом или пивом из него удаляют воздух и заполняют углекислым газом. Эти операции связаны с повышенным расходом углекис­ лоты; заводы, как правило, применяют для этой цели очищен­

ную углекислоту, выделяющуюся в бродильных чанах в про­ цессе брожения.

В процессе брожения сусла выделяется примерно 0,5 кг, или 250 л СОг на каждый килограмм сброженного экстракта. В среднем это составляет около 280—300 г/дал готового пива. Значительная часть этой углекислоты поглощается пивом, а также неизбежно теряется в процессе его технологической пере­ работки, тем не менее более 200 г СО2 на каждый декалитр сброженного пива может быть утилизировано в виде сжатого или жидкого газа в баллонах. Эти излишки на многих пивова­ ренных заводах используются для нужд своего производства или для изготовления безалкогольных напитков, однако на болынин-

стве заводов свободный углекислый газ выпускается в атмос­

феру.

При переработке углекислоты брожения ее направляют из герметизированных бродильных чанов в газгольдеры и по мере их наполнения промывают, пропуская через специальные очи­ стительные аппараты с химическими растворами (содовым, марганцовым и др.) и активированным углем, просушивают и сжижают на специальных компрессорах, после чего заполняют ею газовые баллоны.

В Англии созданы комплексные установки производительностью 300— 150 кг/ч, предназначенные для сбора, очистки и компримирования углекис­ лого газа, выделяющегося из открытых бродильных чанов. Для улавливания СО2 используют колпаки из нержавеющей стали или алюминия, подвешивае­ мые к потолку на цепях с противовесами через блоки и погружаемые сверху в бродильные чаны. При накоплении углекислого газа колпак подобно газ­ гольдеру поднимается. В верхней его части имеется штуцер, соединенный резиновым шлангом с газопроводом, отводящим газ в сборник-газгольдер, откуда он затем направляется в очистительную батарею, сжимается ком­ прессором до необходимого давления и нагнетается в стальные ресиверы. При необходимости выделенный углекислый газ может быть компримирован до жидкого состояния. Вся установка работает автоматически и не требует по­ стоянного наблюдения.

Переработка и наполнение товарной углекислотой баллонов требует наличия специально оборудованного цеха, что может оказаться малоэффективным для заводов малой производитель­ ности.

Утилизация углекислого газа на пивоваренных заводах не представляет больших трудностей. Установка для утилизации СО2 при производстве пива (рис. 102) состоит из газгольдера— сборника выделяющейся углекислоты, компрессора, нагнетаю­ щего углекислый газ под давлением 0,6—0,7 МПа (6—7 кг/см2) в сборники сжатой углекислоты (ресиверы). По пути к ресиверу газ охлаждается и проходит через батарею очистителей, за­ правленных 0,6—1,0%-ным раствором КМп04 и активирован­ ным углем. Из ресиверов газ с помощью редуктора, снижающе­ го его давление до 0,2 МПа (2 кг/см2), направляется в произ­ водство для широкого использования.

НОВЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ БРОЖЕНИЯ

ИДОБРАЖИВАНИЯ ПИВА

Впоследнее время на пивоваренных заводах успешно внед­ ряются новые установки и прогрессивные технологии брожения

идображивания пива. Приведем наиболее интересные из них.

Полунепрерывная бродильная установка

В Чехословакии на пивоваренном заводе «Браник» смонтирована полу­ непрерывная бродильная установка, состоящая из пяти закрытых вертикаль­ ных бродильных танков, емкостью по 230 гл, соединенных между собой тру­ бопроводами (рис. ЮЗ).

130