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

Технология брожения построена по известному методу Шалка с раскач­ кой бродящего сусла в два танка и доливом их чистым суслом.

На этой установке в первом чане-генераторе дрожжей брожение дово­ дится до высокой степени путем применения двойного количества дрожжей.

*

UРис. 102. Установка для ути­ лизации углекислоты броже­

Через 24 ч давлением углекислоты половину содержимого танка перекачи­ вают в соседний чан и оба чана доливают свежим стерильным суслом. Бро­ жение в обоих чанах протекает интенсивно. Первый бродильный танк оставля­ ют в покое до конца брожения, а половину содержимого второго через 24 ч пе­

131

рекачивают в третий танк и так далее. Через пять суток пиво из первого

Установка для ускоренного брожения

Бельгийской фирмой «Сибетра» разработан способ ускоренного броже­ ния. По этому принципу построен пивоваренный завод производительностью

60 гл/ч.

Рис. 104. Установка для ускоренного брожения по способу «Сибетра»:

1 — бродильный чан, 2 — центрифуга с дозатором, 3 — чан для созревания пива, 4 — центрифуга, 5 — холодильник, 6 — насыщение пива СО2, 7 — холодильник, 8 — сбор­ ник осветленного пива, 9 — дозатор, 10 — диатомитовый фильтр, 11 — пластинчатый фильтр, 12 — сборник фильтрованного пива, 13 — линия бутылочного розлива, 14 — па* етеризатор, 15 — пастеризатор для потока.

Приготовленное по классическому способу охлажденное до 8° С сусло аэрируют, смешивают с дрожжами и направляют в вертикальные цилиндри­ ческие чаны ускоренного брожения объемом по 1000 гл (рис. 104). С помощью быстровращающейся мешалки, расположенной в нижней части чана, дрожжи смешиваются с суслом, превращаясь в суспензию, что значительно ускоряет процесс брожения. Брожение проводится в течение 48 ч при температуре 10° С под небольшим давлением. Сброженное пиво сепарируют для отделения от дрожжей и направляют в лагерный цех для дальнейшей обработки Здесь пиво в течение двух суток охлаждают, обрабатывают углекислым газом, тщательно фильтруют и направляют на розлив.

Установка для непрерывного брожения и дображивания пива по системе А РѴ

Фирмой АРѴ (Англия) построено несколько пивоваренных заводов с не­ прерывной схемой брожения и дображивания пива, что является продолже­ нием схемы АРѴ, описанной на стр. 111.

Брожение пивного сусла по этой схеме протекает в пяти колоннах-фер­ ментаторах (рис. 105). Колонна внутренним диаметром 90 см и высотой 6 м

132

изготовлена из нержавеющей стали. Наружная поверхность ее оборудована охладительными рубашками. Внутри колонны имеются перфорированные пе­ регородки, способствующие перемешиванию сусла с дрожжами и поддержа­ нию их во взвешенном состоянии по всей высоте башни.

Технологический процесс в этом аппарате протекает следующим обра­ зом. Специальная раса хлопьевидных дрожжей в количестве 150 л обеспе­ чивает полное сбраживание сусла за 4—8 ч при температуре брожения 15° С.

Пастеризованное сусло подается в нижнюю часть колонны и медленно поднимается вверх, по пути смешиваясь с дрожжами. В верхней расширен­ ной части колонны зеленое сусло частично отделяется от дрожжей, которые стекают обратно в активную зону колонны, и направляется на дрожжевой сепаратор, охлаждается в пластинчатом холодильнике до температуры дображивания и передается в лагерные танки для выдержки. В процессе дображивания пиво непрерывно продувается током углекислого газа с целью

Рис. 105. Установка для непрерывного брожения АРѴ:

/ — автоматический контроль плотности, 2, 13 — пластинчатый пастеризатор, 3 — ба­ шенные ферментаторы, 4 — вертикальные конденсаторы, 5 — холодильник, 6 — кониче­

ские сосуды, 7 — пресс для дрожжей, 8 — лагерный танк, 9 — сатуратор, 10 — танк нефильтрованного пива, И — диатомитовый фильтр, 12 — танк фильтрованного нива.

удаления из него продуктов, обусловливающих незрелый вкус, охлаждается и подается на окончательную отделку, фильтрацию и розлив.

Управление и контроль за работой всех аппаратов схемы сосредоточены на центральном пульте управления.

Установка для непрерывного брожения системы «Ле Франсуа»

В Нанси (Франция) фирмой «Нордон-Дибольд» осуществлена непрерыв­ ная технология брожения пивного сусла в башенных ферментаторах, разра­ ботанная специалистом бродильного производства Ле Франсуа (рис. 106).

Ферментаторы диаметром 4 м и высотой 16 м (объем 1000 гл) изготов­ лены из нержавеющей стали. Сусло непрерывно подается под давлением углекислого газа в нижнюю часть цилиндра в распылитель, расположенный

133

в центре аппарата (рис. 107), где оно превращается в пену, состоящую из мельчайших пленок. В нижнюю часть ферментатора непрерывно подаются также дрожжи с таким расчетом, чтобы концентрация их в сусле поддер­ живалась на уровне 10 г/л.

Такая стабильная суспензия, состоящая из жидкости, дрожжей и газа, циркулирует равномерно внутри аппарата и обладает огромной сбраживае­ мой поверхностью (1 л сусла образует пену поверхностью 100 м2). Пена под­ нимается вверх током углекислого газа, а затем, достигая потолка аппарата, частично гасится и по его стенкам стекает вниз и удаляется из аппарата.

Рис. 106. Установка для

Благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжевых клеток и тесный контакт их с насыщенной воздухом питательной средой приводят к быстрому раз­ множению дрожжевых клеток, и сбраживание сахаров сусла достигается за 10—12 ч.

Отработавшие дрожжи стекают вместе с сбродив­ шим пивом и подаются в сепаратор для отделения от жидкой фазы, после чего направляются в сборник, из которого насосом небольшими порциями непрерывно возвращаются в ферментатор.

Сброженное пиво после сепарирования охлаждается в теплообменнике до —1°С и направляется в лагерный танк, где хранится при 0°С, после чего фильтруется и передается на розлив.

Рис. 107. Ферментатор Ле Франсуа.

134

Установка работает непрерывно до 5 недель при температуре брожения

10° С.

Вторая такая установка производительностью 1 млн. дал пива в год смонтирована в Лувене (Бельгия) на пивоваренном заводе Артуа.

Башенные аппараты системы «Асахи»

В Японии фирмой «Асахи» разработан способ брожения и дображивания пива в больших вертикальных цилиндрических резервуарах высотой до 10 м, изготовленных из нержавеющей стали и устанавливаемых на фундаментах на открытых площадках. Резервуары снаружи оборудованы охлаждающими поясами, в которых циркулирует хладагент, и тщательно теплоизолированы. Поверх изоляции резервуары защищены тонкими листами алюминия. Бро­ дильные танки заполняют бродящим суслом из чанов предварительного брожения.

По данным фирмы, такой способ брожения и дображивания обеспечивает высокое качество пива (насыщение углекислым газом), так как нижние слои его находятся под повышенным давлением столба жидкости, что способствует хорошему растворению углекислоты в пиве. Улучшаются также условия труда и уменьшаются производственные издержки.

Все технологические процессы в таких аппаратах, включая и мойку их, полностью автоматизированы.

Технология непрерывного брожения и дображивания пива разработана также. Всесоюзным научно-исследовательским ин­ ститутом пиво-безалкогольной промышленности и внедрена на Останкинском пивоваренном заводе в Москве.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ПИВА

Одним из важнейших процессов в пивоваренном производ­ стве является фильтрация пива. Ранее для освобождения пива от мути на отечественных заводах применяли преимущественно чашечные фильтр-прессы, в которых фильтрующим материалом служила хлопчатобумажная фильтрационная масса, спрессован­ ная в виде лепешек.

В настоящее время пивоваренные заводы постепенно отхо­ дят от применения такого способа фильтрации и широко внед­ ряют диатомитовые пластинчатые фильтры и сепараторы.

Диатомитовые фильтры

Из новых, более совершенных способов фильтрации в пос­ леднее время получили наиболее широкое применение диатоми­ товые фильтры.

Фильтр типа «Зейтц» (ФРГ) представляет собой смонтиро­ ванный на передвижной тележке фильтр-пресс с набором чере­

135

верстиями с внутренней полостью рам или с ребристой поверх­ ностью плит. На рамы надеты полотна из прессованного кар­ тона с примесью асбеста, на поверхность которых наносят фильтрующий слой диатомитового порошка.

Фильтр снабжен запорной арматурой, контрольными фона­ рями и манометрами для наблюдения за состоянием фильтра­ ции. В комплект фильтра входит дозирующий аппарат, предна­ значенный для подачи в фильтр и нанесения на поверхность фильтровального картона заданного количества диатомитового порошка. Первая порция порошка в смеси с водой в виде суспен-

зии подается в рамки фильтра через впускной распределитель­ ный канал. Порошок оседает на поверхности картона слоем 2—3 мм, а вода стекает по ребрам плит и удаляется через вы­ пускной канал.

По окончании намывания на картон слоя диатомита через него фильтруют пиво постепенно, автоматически добавляя в не­ го из дозировочного аппарата небольшие порции диатомитового порошка, смешанного с пивом. Оседая вместе с дрожжами и белковой мутью на поверхности картона, диатомитовый порошок способствует образованию рыхлого легкопроницаемого осадка, позволяющего увеличить продолжительность фильтрации меж­ ду перезарядками фильтра. Схема установки фильтра показана на рис. 108.

Дозирующие аппараты выпускаются с автоматическим или ручным управлением. Они представляют собой цилиндрический сосуд, в который через плотно закрывающийся лючок засыпают потребное количество диатомитового порошка. Автоматический дозирующий аппарат «Аудос» фирмы «Зейтц» состоит из сосуда с мешалкой, который можно заполнять порошком многократно без прекращения фильтрации. Порошок перемешивается с пи­ вом механической мешалкой, а суспензия подается в фильтр

136

мембранным насосом. Количество подаваемой смеси регули­ руется дозирующим прибором со шкалой.

На аналогичных фильтрах отечественного производства для намывания кизельгура на фильтрующие поверхности применяют дозировочные насосы.

Для намывания диатомитового порошка на картон при за­ рядке фильтра расходуют от 250 до 500 г/м2 фильтрующей по­ верхности. При последующей фильтрации для разрыхления осадка и наращивания фильтрующего слоя добавляют диато­

рядки фильтра добавлять в диатомит асбестит из расчета около 10 г/м2 фильтрующей поверхности, что способствует лучшему за­ держанию белковой мути. При последующем дозировании ас­ бестит не добавляют. Для равномерного нанесения фильтрующе­ го слоя ток воды должен примерно соответствовать производи­ тельности фильтра; при малом токе диатомит будет осаждаться в нижней части фильтра, а фильтрующая поверхность наверху останется непокрытой им; при сильном токе воды внутри фильт­ ра образуются завихрения, препятствующие равномерному осе­ данию диатомита на фильтрующую поверхность.

По окончании зарядки фильтра диатомитом начинают пода­ чу пива, проводя фильтрацию при противодавлении. Перепад давления в диатомитовом фильтре в начале фильтрации состав­ ляет около 20—30 кПа (0,2—0,3 кг/см2) и при правильном пос­ ледующем дозировании порошка повышается примерно на 20 кПа в час. При использовании грубых фракций диатомита повышение давления в процессе фильтрации будет недостаточ­ ным и фильтрат окажется мутным, а слишком тонкий диатомит вызовет перепад давления в фильтре выше нормального.

Скорость фильтрации также зависит от многих показателей, как-то: от давления, вязкости и температуры фильтруемой жид­ кости, ее состава, сопротивления фильтрующей перегородки (толщины намывного слоя, характера осадка и т. д.). При фильт­ рации с помощью диатомита производительность фильтра, в среднем, составляет 0,3—0,7 дм3/(м 2-с).

Диатомитовый фильтр имеет стабильную производительность

идает высокую степень осветления в течение всего периода фильтрации, так как пиво фильтруется через два слоя: порошка

икартона, что является его положительной особенностью.

Эти фильтры обычно работают непрерывно, без перезаряд­ ки, по 8—10 ч. После прекращения фильтрации дозирующий аппарат и обслуживающий его насос промывают холодной во­ дой и освобождают от осадков диатомита, затем разбирают фильтр и тщательно моют картонные прокладки, после чего

137

вновь собирают и промывают фильтр в направлении, противо­ положном потоку фильтруемого пива, при избыточном давлении 0,1 МПа (1 кг/см2), чтобы удалить частицы диатомита, которые во время фильтрации (при повышении давления) проникли в поры прокладок.

Рамные диатомитовые фильтры типа «Зейтц» требуют при­ менения специального картона, на поверхность которого нано­ сится фильтрующий порошок. Стоимость этого картона доволь­ но высокая; кроме того, для очистки диатомитовые фильтры всех систем требуют разборки, что связано со значительной за­ тратой труда.

Для устранения этих недостатков на пивоваренных заводах зарубежных стран в последнее время начали применять новые механизированные диатоми­ товые фильтры с ситчатыми фильтрующими элементами, располагаемыми вертикально или горизонтально, а также фильтры патронного ти­ па, не требующие применения кар­ тона, а также разборки и сборки

перед зарядкой.

На многих зарубежных пиво­ варенных заводах не ограничива­ ются фильтрацией через один диатомитовый фильтр и для луч­

фильтр с обеспложивающими пла­ стинами. Диатомитовый фильтр обеспечивает высокое качество фильтрации, а последовательно установленный пластинчатый фильтр будет работать с неболь­ шой нагрузкой, благодаря чему может находиться в эксплуатации длительное время без замены.

Распространенным типом диатомитового фильтра в зарубежных

странах является фильтр типа «Ниагара» (США) (рис. Г09), представляющий собой цилиндри­ ческий резервуар, внутри которо­ го установлены съемные верти­ кальные сита, изготовленные из монельметалла.

Четырехугольные фильтрую­ щие рамки фильтра состоят из проволочного каркаса, с двух сторон обтяну­ того сеткой, сплетенной из тонкой проволоки. В нижней части цилиндрическо­ го резервуара рамка соединена муфтами с коллектором выпускной трубы.

Фильтрующий слой диатомита намывается на поверхность сит. Резервуар фильтра изготовлен из нержавеющей стали и испытывается на избыточное давление 0,3—0,5 МПа (3—4 кг/см2). Он герметически закрывается крышкой, легко открывающейся при разборке и чистке.

При фильтрации, по мере загрязнения диатомитового слоя и возрастания сопротивления, давление в фильтре повышают с помощью воздушного крана.

Из современных автоматизированных рамных диатомитовых фильтров можно отметить также фильтр типа «Виктория» фирмы «Падован» (Италия). Он представляет собой фильтрационную установку (рис. ПО), состоящую из

138

разборного рамного фильтра с металлическими сетчатыми рамами, дозатора диатомита, насосов и пульта управления, смонтированных на одной пере­ движной тележке.

Фильтрация пива ведется так же, как и на фильтрах, описанных выше, и складывается из трех основных этапов: первый — намывание из дозатора фильтрующего слоя диатомита, смешанного с водой, на металлические рамы

и освободить от осадка. Дезинфекция фильтра проводится в собранном виде острым паром или дезинфицирующим раствором.

Широкое распространение в зарубежных странах имеют такого же типа диатомитовые фильтры с круглыми горизонтальными фильтрующими элемен­ тами, насаженными на вертикальную трубу. На ситчатые диски намывается диатомит только сверху и слой фильтровального порошка не сползает. Смыв осадка после фильтрации с поверхности дисков полностью механизирован и не требует разборки аппарата.

Аналогичной конструкции фильтры с ситчатыми дисками фирмы «Фильтрокс» (Швейцария) (рис. 111) работают в комплекте с дозатором порошка. Они приспособлены также для вымывания осадка, проникшего внутрь полых дисков Во время чистки диски вращаются и давлением воды, создаваемым внутри, автоматически отжимают эластичную спираль, открывают щелевые отверстия вдоль периферии дисков и проточная вода вымывает весь застряв­ ший там порошок.

Патронные фильтры

Диатомитовые патронные фильтры представляют собой аппараты цилинд­ рической формы с коническим днищем и куполообразной крышкой (рис. 112>. К днищу приварены патрубки для подачи продукта, спуска осевшего фильт­

139

рационного порошка и для слива нефильтрованного пива из фильтра по окончании фильтрации. В крышке имеется штуцер для отвода фильтрата. К крышке и корпусу приварены патрубки для подачи сжатого воздуха и для сбрасывания давления.

Конус фильтра установлен на опорах, приваренных к днищу. Крышка крепится к корпусу на фланцах с помощью откидных болтов. Между крыш­ кой и корпусом фильтра укладывается горизонтальная перегородка, разделяю­ щая аппарат на две камеры: верхнюю и нижнюю. В отверстия перегородки вставлены вертикальные фильтрующие патроны, закрепленные на перегородке

прижимами.

Фильтрующие патроны выпускают различных конструкций: патроны анг­ лийской фирмы «Стеллар» представляют собой полые цилиндры наружным диа­ метром 50 мм. На каркас фильтрующего элемента навивается проволока диамет­ ром 0,7 мм таким образом, что между витками остается зазор не более 0,1 мм.

Другие фирмы выпускают фильтру­ ющие патроны, состоящие из тонких ме­ таллических дисков диаметром 50 мм, нанизанных на граненые стержни. После сборки патрона между дисками обра­

Работа фильтра начинается с намы­ вания фильтрующего слоя диатомита на наружную поверхность патронов. Диатомитовый порошок разбавляется водой в специальном дозирующем аппарате и равномерно подается в цилиндрическую часть корпуса. Проходя через зазоры проволочной навивки, вода проникает внутрь патронов, а диатомит задержи­

вается на их поверхности, постепенно образуя фильтрующий слой толщиной До 2,5—3,0 мм в зависимости от требований к степени фильтрации. Фильтра­ ция пива проводится под избыточным давлением до 0,25—0,3 МПа. Диатоми-

Патронные диатомитовые фильтры имеют то преимущество перед рам­ ными фильтрами, что по мере увеличения слоя осадка на них пропорциональ­ но увеличивается фильтрующая поверхность патрона, что увеличивает про­ должительность работы фильтра между перезарядками.

По окончании фильтрации закрывают краны ■— сначала на выходе, затем на входе жидкости, после чего вверху нижней камеры образуется кольцо сжатого воздуха. При этом часть жидкости через патроны проникает в верх­ нюю камеру до тех пор, пока давление в обеих камерах не уравновесится и не достигнет 0,35 МПа (3,5 кг/см2) . Далее открывают вентиль для сбрасы­ вания давления воздуха в нижней камере в атмосферу, оно мгновенно сни­ зится и образуется перепад давлений (шок) между верхней и нижней каме­ рами. Жидкость, находящаяся в верхней камере и внутри патронов, отжи­ мает грязевую лепешку, покрывающую наружную поверхность патронов, в результате чего лепешка отслаивается от поверхности патрона и падает в

140