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

ния столба жидкости, создаваемого разливочным органом машины.

Чем выше статическое давление, тем быстрее истечение пира в бутылку и тем больше опасность потерь С 02 вследствие турбулизации пива. При конструировании изобароразливочных машин наиболее сложным является сочетание этих двух особенностей.

Содержание углекислого газа в пиве изменяется в зависимо­ сти от давления и температуры. В целях максимального сохра­ нения связанной углекислоты в пиве при розли-ве в бутылки про­ тиводавление в них должно быть несколько выше давления на­ сыщения пива газом. Так, например, если пиво имеет темпера­ туру 2° С при давлении 40 кПа, (0,4 кг/см2) содержание С 02 в нем составит 4 г/л (при полном насыщении пива газом). В этом случае наполнение проходит нормально при противодавлении

дна, то пиво в начале налива стекает с высоты на дно бутылки, разбрызгивается и теряет С 02.

При розливе в бутылки пиво имеет тенденцию вспениваться. Основные причины пенообразования при розливе пива: налив холодного пива в теплую посуду; наличие в пиве воздуха; зна­ чительное падение давления в системе; падение струи пива с не­ которой высоты на дно бутылки при ее наполнении; встряхива­ ние наполненной бутылки во время розлива или при удалении трубки из бутылки; случайное попадание посторонних предметов (например, резиновых прокладок) в продуктовый трубопровод. Устранение этих причин обеспечивает спокойное,наполнение бутылок пивом. Небольшое образование пены в горлышке бу­ тылки при розливе желательно, так как это предохраняет пиво

от потери С 02 и соприкосновения его с воздухом.

Вытеснение воздуха из бутылки в напорный резервуар при­ водит к заражению пива в машине микрофлорой и к обогащению еговоздухом. В современных машинах кольцевого типа воздух, вытесняемый из бутылки, не соприкасается с пивом, поступаю­ щим в нее.

От контакта с кислородом воздуха пиво приобретает грубую горечь, темнеет и теряет связанную углекислоту. Кислород спо­ собствует выпадению осадка, что особенно сказывается при па­ стеризации. При недоливе в наполненных бутылках образуется увеличенное воздушное пространство, вследствие чего в пиве наблюдается повышенное содержание воздуха. По данным ис­ следователей, при нормальном наполнении пивом бутылок ем­ костью 0,33 л в газовом пространстве бутылки находится только около 0,2—0,3 г кислорода, но даже это количество оказывает вредное влияние на качество пива.

При замене воздуха при фильтрации и розливе пива угле­ кислотойсодержание воздуха в газовом пространстве снижается в 10—15 раз. I

181

Технология розлива пива в атмосфере СО2 сводится к сле­ дующему. До начала розлива напорный резервуар или кольце­ вые каналы машины наполняют водой и постепенно вытесняют ее углекислым газом под давлением 10—30 кПа, (0,1—0,3 кг/см2), после чего начинают нормальный розлив пива. При этом спо­ собе розлива производительность разливочных машин умень­ шается на 20%, так как еще дополнительно затрачивается время на вытеснение воздуха из бутылки углекислым газом.

В целях достижения высокого содержания С 02 в разлитом пиве целесообразно применять углекислоту взамен воздуха так­ же в лагерных танках и сборниках фильтрованного пива. При замене воздуха углекислотой расход ее на 1 дал составляет: на розливе при температуре 0°С 25 г, в лагерных танках при дав­

К наиболее характерным показателям применяемых в пиво­ варенной промышленности изобароразливочных машин различ­ ной конструкции относятся: производительность машин—от 3 до

вочных кранов — от 0,33 до 0,6.

В зарубежных странах наблюдается тенденция к увеличению производительности разливочных автоматов до 65000 бутылок в час емкостью 0,5 л и до 80000 бутылок емкостью 0,33 л, однако эксплуатация таких высокопроизводительных и скоростных ма­ шин представляет значительные трудности.

Принципиальные особенности современны х автоматов розлива

Почти на всех разливочных автоматах порожние бутылки по­ даются на карусель машины с помощью двух звездочек: загру­

зочной (турникетной) и отсекающей и устанавливаются на подъ­ емный столик.

На современных разливочных машинах задние отсекающие звездочки заменены шнеками-шагомерами, скорость вращения которых строго синхронизирована со скоростью вращения пита­ ющих звездочек. Это улучшило бесперебойную подачу бутылок к разливочным органам (рис. 142).

Как правило, на разливочных машинах применяют пневма­ тические устройства для подъема бутылок к разливочным орга­ нам. Реже встречаются механические подъемники, передвигаю­ щиеся по копиру, однако в эксплуатации эти устройства себя не

182

оправдали и могут быть применены только на машинах с уко­ роченными разливочными рожками.

На большинстве современных разливочных машин подъем бутылок пневматический, а спуск— механический, с помощью ко­ пиров и катящихся по ним роликов.

Пневматический плунжер для бутылок движется дейст­ вием сжатого воздуха под давлением 0,20—0,28 МПа (2—2,8 кг/см2), что обеспечи­ вает спокойный подъем бу­ тылок. При износе резино­ вых прокладок на направля­ ющих конусах и появлении утечки газа из бутылок, а следовательно, нарушении герметичности, до остановки машины на ремонт рекомен­ дуется поднять давление в плунжерах до 0,30—0,35

МПа (3—3,5 кг/см2).

В современных разливоч­ ных машинах воздух из ци­

линдра подъемного плунжера вытесняется через игольчатый кла­ пан, что обеспечивает плавное опускание плунжера. В большин­ стве конструкций машин воздух передается из одного цилиндра в другой 'в момент опускания плунжера. Такое устройство позво­ ляет смягчать толчки при подъеме бутылок и сократить расход воздуха, а главное — уменьшить шум при выпуске воздуха из цилиндров.

На отечественных разливочных машинах все спускные шту­ цера подъемных цилиндров соединены воздушной кольцевой тру­ бой, что резко уменьшает шум при стравливании воздуха из цилиндра.

Иногда для уменьшения шума на спускных штуцерах пнев­ матических цилиндров устанавливают глушители, представляю­ щие собой резиновый баллон (грушу) с надрезами вдоль корпу­ са. Современные изобароразливочные машины выпускаются только канального типа, без расходных резервуаров, и преиму­ щественно трехканальными. Продуктовые кольцевые каналы рас­ считываются так, чтобы при работе машины канал быт всегда заполнен пивом. Кольцевой канал машины является продолже­ нием пивопровода, вследствие чего утечка в нем газа сведена к минимуму и бутылка наполняется пивом без заметных потерь С 02. Кольцевой канал легко поддается чистке и дезинфекции, а дрожжи на его полированных стенках почти не оседают. Этому способствует также'высокая скорость движения пива в каналах.

183

Большим достоинством современных машин является отсут­ ствие воздушного пространства в кольцевом резервуаре. Отра­ ботавший загрязненный воздух, вытесняемый из бутылок, отво­ дится в специальный канал, а из него — в отдельный сборник, где поддерживается заданное противодавление и излишки воз­ духа стравливаются в атмосферу. При такой схеме работы пиво не загрязняется микрофлорой воздуха и не окисляется.

Третий канал предназначен для подачи в бутылки стериль­ ного воздуха или углекислого газа. Такая система питания ма­ шины пивом и воздухом в различном конструктивном оформле­ нии заложена в принципиальную схему почти всех современных конструкций разливочных автоматов.

Разливочный орган является одним из наиболее важных эле­ ментов разливочной машины, обеспечивающих спокойное напол­ нение бутылок пивом без вспенивания и потерь углекислоты.

Большое значение для качества налива имеет конструкция разливочной трубки наполнительного устройства. При короткой трубке и большой скорости истечения пи-во выливается в бутыл­ ку с высоты, разбрызгивается и теряет часть углекислоты. Со­ хранение углекислоты при розливе возможно только при усло­ вии спокойцого истечения. Изменение сечений в каналах разли­ вочного органа, перепады давлений, нагревание пива в машине и, наконец, резкое изменение скоростей истечения пива из отвер­ стия разливочной трубки вследствие ее неправильной формы или недостаточности живого сечения сливного отверстия вызы­ вают потерю углекислоты и вспенивание пива. Поэтому пред­

почтительнее устройства с длинными трубками, доходящими до дна бутылки.

На некоторых зарубежных машинах длинные трубки снаб­ жены клапанами, открывающимися от поворота звездочки, ре­ же — от нажатия трубки на дно бутылки.

Спокойный розлив пива достигается также при наполнении бутылок без помощи наливной трубки — так называемым шат­ ровым способом.. При этом в горлышке бутылки пиво растекает­ ся тонкой пленкой по стенкам бутылки. Такой способ розлива обеспечивает ламинарное истечение напитка без заметных по­ терь углекислого газа, однако он рекомендуется при условии предварительного вытеснения воздуха из бутылок углекислым газом. Практика эксплуатации шатровых кранов показала, что

при контакте пивной пленки с воздухом в бутылке пиво насы­ щается кислородом.

На используемых в пивоваренном производстве разливочных автоматах установлены наполнительные органы трех видов: крановые, клапанные и золотниковые. Большинство разливоч­ ных машин старого выпуска снабжено крановыми наполните­ лями. На современных разливочных машинах и автоматах почти исключительно применены наполнители клапанного типа в раз­ личном конструктивном оформлении.

184

7

Рис. 143. Наполнительные устройства:

а — наполнительное устройство «Комби-Рекс»: / — продуктовый кла­ пан, 2 — наливная трубка, 3 — направляющий конус, 4 — шариковый клапан, 5 — клапан отработавшего воздуха, 6 — продуктовый канал, 7 — канал стерильного воздуха, 8 — вал с кулачками, 9 — звездочка; 6 — наливатель системы «Белл»: / — продуктовый клапан; 2 — нали-

продуктовый клапан, 3 — воздушный клапан, 4 — штанга, 5 — муфта

Типичный современный клапанный наполнитель разливочной машины «Комби-Рекс» западногерманской фирмы «Энцингер» показан на рис. 143.

Большой интерес представляет также надежный в эксплуатации и близ­ кий по конструкции наполнитель фирмы «Белл» (Бельгия). В этом напол­ нителе продуктовый и воздушный клапаны перекрываются при нажиме на штоки клапанов с помощью кулачков, насаженных на валик оси поворот­ ной звездочки. При разрыве бутылок срабатывают шариковые предохрани­ тельные клапаны (рис. 143,6).

Наполнители с клапанными устройствами работают более надежно и обеспечивают сохранение углекислоты в пиве. В некоторых конструкциях продуктовый канал открывается давлением горла бутылки на клапан кана­ ла, но пиво не поступает в бутылку до тех пор, пока лротизодавление в ней не достигнет установленного значения. Воздушный канал обычно откры­ вается поворотом звездочки, набегающей на неподвижный упор. После на­

полнения бутылки пивом выпуск воздуха прекращается вследствие пере­ крытия отверстия воздушной трубки внутри бутылки.

Большое распространение за рубежом имеют разливочные краны кла­ панного типа, применяемые на разливочных машинах фирмы «ГольдштайнКапперт» (ФРГ). Фирма комплектует выпускаемые ею разливочные авто­ маты такими кранами в различном исполнении: с удлиненными и укорочен­ ными трубками для шатрового розлива (рис. 143,в).

Наполнитель марки VF состоит из корпуса, продуктового клапана, труб­ чатой штанги с воздушным клапаном внутри. На верхней части подпружи­

ненного штока закреплены две шайбы. Кран работает следующим образом. Вначале бутылка поднимает центрирующий колпачок вверх и внутренняя

полость ее герметизируется. При этом воздушная трубка заходит в горло бутылки. Одновременно с помощью рычажной передачи происходит нажим на верхнюю шайбу, которая поднимает шток воздушного клапана и от­ крывает поступление воздуха в бутылку через отверстие в воздушной труб­ ке. В это время продуктовый клапан остается закрытым, так как его удер­ живает пружина, которая ложится на муфту и препятствует подъему штан­ ги. Спустя несколько секунд, когда давление в бутылке сравняется с дав­ лением в газовом пространстве напорного резервуара машины, рычаг от­ водит пружину от муфты, продуктовый клапан постепенно открывается л бутылка наполняется пивом.

Вытесняемый при наполнении бутылки воздух удаляется через подпру­ жиненный шаровой клапан.

Когда бутылка наполнена, что обусловлено временем, предусмотренным циклограммой работы машины, нажимом рычажного механизма на нижнюю шайбу воздушный и продуктовый краны закрываются и поступление пива

системой кольцевых резервуаров для пива, сжатого и отработавшего возду­ ха. Соединение и разобщение воздушных каналов достигается поворотом золотника, закрепленного на оси поворотной звездочки. Продуктовый клапан открывается с помощью кулачка, также насаженного на ее ось. Набегая на

воздух из бутылки вытесняется в камеру противодавления через отверстие, образуемое приподнятым шариковым клапаном (на рисунке не показан). При этом сжатый воздух, создающий в бутылке противодавление до поступ­ ления пива, поворотом золотника закрывается.

После наполнения бутылки пивом все воздушные и продуктовый кана­ лы. отключаются от соответствующих резервуаров. Избыточное давление в

186

бутылке стравливается нажатием на ручку дроссельного клапана. Бутылка без выплеска пива снимается с наполнителя.

В несколько ином конструктивном оформлении выполнены клапанные

мощью центрирующего колпачка. Верхняя часть крана находится внутри напорного резервуара, причем продуктовый клапан погружен в пиво, а воз­ душный клапан сообщается с газовым пространством через полый шток.

Воздух поступает в бутылку через трубку соединения с воздушным кла­ паном, который открывается в начале цикла налива с помощью поворотного механизма и создает давление в бутылке, одинаковое с давлением в на­ порном резервуаре. Одновременно придерживается подъем штока. Далее

Рис. 144. Наполнители:

а — наполнитель фирмы «Шелл»: 1 — трубка для от­ вода воздуха, 2 — направля­ ющий конус, 3 — продукто­ вый канал, 4 — полый шток,

вый клапан;

6 — наполнитель Ленпищемаша: 1 — воздушный клапан, 2 — продуктовый клапан, 3 — вытеснение воздуха, 4 — воз­ душная трубка.

нажатием поворотного механизма высвобождается пружина, придерживаю­ щая шток, и последний, поднимаясь вверх, открывает продуктовый клапан и закрывает воздушный. Поступающее в бутылку пиво вытесняет из нее воздух через вытеснительный игольчатый клапан, смонтированный на корпу­ се крана.

Завод Ленпищемаш изготовил аналогичный по конструкции и принципу действия разливочный кран клапанного типа, более удобный в эксплуатации и простой в изготовлении (см. рис. 144, б), который расположен вне напорного резервуара и до­ ступен для осмотра. Кран сообщается соединительными труб­ ками с продуктовой и газовой зонами напорного кольцевого ре­ зервуара.

Отечественные пивоваренные заводы оснащены автоматиче­ скими линиями розлива, в комплект которых входят разливоч^

ные автоматы канального типа производительностью 3000—6000 и 12000 бутылок в час. Эти линии розлива технически несколько отстали от современных машин, выпускаемых за рубежом. В на­ стоящее время проводятся работы по модернизации линий роз­ лива с изменением конструкции разливочных автоматов.

Наряду с отечественным оборудованием на пивоваренных за­ водах нашей страны эксплуатируются импортные линии розли­ ва, полученные из ФРГ, Чехословакии, Франции и других стран.

Разливочные автоматы «Ком би-Рекс»

дуктовый кольцевой канал, заполненный пивом, канал для стерильного воз­ духа или углекислого газа и такой же канал для отвода отработавшего воз­ духа (рис. 145).

До налива пива в бутылки из кольцевого канала поступает сжатый сте­ рильный воздух и создает в ней противодавление, после чего этот воздух вытесняется пивом в третий кольцевой канал противодавления, а излишки воздуха из него стравливаются в атмосферу с помощью поплавкового ка­ нала, смонтированного в отдельном стеклянном фонаре, соединенном в верх­

ней части с резервуаром противодавления и в нижней — с продуктовой коммуникацией. Постоянный уровень пива, поддерживаемый в фонаре по­

плавковым клапаном, регулирует постоянство уровня пива в кольцевом ре­ зервуаре.

Давление стерильного воздуха в кольцевом резервуаре выравнивает­ ся с давлением поступающего пива посредством редуцирующего мембран­ ного устройства.

вает отверстие продуктового канала. Впуск стерильного и выпуск отрабо­ тавшего воздуха достигаются с помощью системы клапанов, открывающихся

при поворачивании звездочек, набегающих на упоры. При повреждении бу­ тылки и падении давления истечение пива из рожка прекращается вслед­ ствие перекрывания шариковым клапаном соответствующего отверстия в ниж­ нем штуцере кольцевого резервуара, а большой объем воздушного резер­ вуара позволяет быстро восстановить давление при разрыве бутылки.

Давление разливаемого пива, сжатого стерильного, а также воздуха противодавления регулируется клапанами мембранного типа, позволяющими устанавливать заданные параметры розлива.

На столе автомата установлен шнек-шагомер и турникетная звездочка, устанавливающая бутылки на подъемные столики. Вторая звездочка (раз­ грузочная) снимает бутылки со столиков и подает их на укупорку.

Между разливочным и укупорочным автоматами в каждую наполнен­ ную ^ бутылку впрыскивается с помощью специального сопла небольшая струйка воды под давлением в несколько атмосфер. Это вызывает бурное вспенивание пива в горле бутылки и вытеснение из него воздуха. При этом над зеркалом пива в бутылке образуется из пены газовая подушка, преду­ преждающая окисление пива воздухом.

Разливочный и укупорочный автоматы смонтированы на одной плите

в виде блока и приводятся в движение от одного электродвигателя через вариатор скоростей и редуктор.

188

По технологическим достоинствам и конструктивному оформлению этот автомат может быть отнесен к числу наиболее современных образцов обору­

дования розлива.

Автомат «Комби-Рекс» установлен и работает в цехе розлива Остан­ кинского пивоваренного завода в Москве.

Трехкам ерный разливочный автомат «Рола»

Разливочно-укупорочный блок-автомат «Рола» фирмы «Зейтц» (ФРГ) также относится к одним из наиболее современных и эффективных автома­ тов для розлива пива в бутылки. Использование трехкамерной системы обес­ печивает эффективную изоляцию пива от воздуха и устранение опасности насыщения его кислородом и инфицирования патогенной микрофлорой

(рис. 146).

Пиво подается в машину сверху в кольцевой продуктовый канал, кото­ рый полностью заполнен напитком. Это обеспечивает максимальное сохра­ нение в пиве углекислоты вплоть до момента истечения его в бутылку.

Рис. 146. Разливочный автомат «Рола»:

рые осуществляются поворотом звездочки у наполнителя. Набегая на со­ ответствующие упоры, она последовательно открывает или закрывает соот­ ветствующие продуктовые или воздушные клапаны.

190