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

ми роликами. При продвижении бутылок по конвейеру мимо роликов колпачки автоматически надеваются на венчик бутылок и частично закрепляются на нем двумя зажимными роликами.

Бутылка подается звездочкой на карусель укупорочного ав­ томата. Перемещаясь по окружности, она приподнимается пуан­ сонами вверх и венчиком упирается в направляющий конус об­ каточного безроликового патрона (рис. 155). Укупорочная бу­ тылка выводится из машины на конвейер.

Укупорочны й автомат типа «Алка»

В современных автоматах для укупорки бутылок алюминиевыми кол­ пачками типа «Алка В.186в» (Швеция) процессы штамповки колпачков, за­

кладки в них прокладок и укупорки бутылки совмещены в одном компакт­ ном агрегате (рис. 156). Эти автоматы выпускаются с разным числом пуан­ сонов производительностью до 16 000 бутылок в час.

повышению стойкости, — высо­ кая степень сбраживания, низкое содержание ,в пиве белковых

веществ, длительная выдержка в лагерном подвале, насыщение пива углекислым газом, тщательная фильтрация и т. д. — воз­ никает необходимость предотвращения заражения готового пива микрофлорой в процессе розлива и транспортирования его по трубопроводам и шлангам.

201

Используемые в настоящее время разливочные автоматы со­ временных марок позволяют проводить розлив пива без потерь углекислоты и насыщения его воздухом, что способствует сохра­ нению его качества и стойкости.

Для получения стой­ кого пива необходимо избегать длинных ком­ муникаций в линии роз­ лива, больших расстоя­ ний между машинами, снижения содержания углекислоты в пиве ни­ же 4% и повышения температуры при роз­ ливе выше 2°С. Воздух, подаваемый в разли­ вочные машины, дол­ жен быть стерильным или заменен углекисло­ той, арматура, трубо­ проводы и сами разли­ вочные машины долж­ ны регулярно тщатель­ но пропариваться ост­ рым паром или обраба­ тываться надежными дезинфицир у ю щ и м и средствами. Помеще­ ния для розлива долж­ ны быть просторными, чистыми и не за­ хламленными ящиками, грязными бутылками и другими предметами, способствующими соз­ данию в цехе антисани­ тарных условий.

Однако даже при соблюдении этих усло­ вий потребность дли­

Рис. 156. Укупорочный автомат тельного хранения «Алка».

фильтрованного пива, в частности при его экс­ порте, вызывает необ­

ходимость подвергнуть его пастеризации. Пастеризация не улуч­ шает качества пива, а только повышает его стойкость; поэтому при поставке пива на местный рынок, поскольку оно не требует длительного хранения, стойкость пива должна повышаться глав-

202

ным образом за счет улучшения технологических и технических факторов, механизации и автоматизации процессов. Эффектив­ ность пастеризации пива, налитого в бутылки или бочки, может

Рис. 157. Схема обжима колпачков.

быть достигнута в том случае, если его температурная обработ­ ка будет строго выдержана.

При использовании погружных или оросительных пастеризато­ ров сильно сброженное пиво обычно подвергают обработке в сле­ дующем порядке: постепенный нагрев пива до температуры па­

стеризации в течение 20—40 мин; выдерживание пива при температуре пастеризации (60—65—

70°С) в течение 20—30 мин; по­ степенное охлаждение пива до температуры окружающего воз­ духа в течение 20—30 мин. Сум­ марная длительность всего цикла пастеризации составляет 1—2 ч и зависит от условий дальнейшего хранения пива, его состава, вре­ мени года и т. д. При высокой сте­ пени сбраживания температура и продолжительность пастеризации пива могут быть значительно сни­ жены.

По закону Генри, давление в бутылке или бочке, создаваемое жидкостью, насыщенной углекис­ лым газом, прямо пропорциональ­ но температуре и выражается гра­ фически линией насыщения пива углекислотой (см. пунктирную ли­ нию на рис. 158). Если давление

в бутылке при соответствующей температуре будет ниже границы линии насыщения, то углекислота будет выделяться из пива и переходить в газовую фазу; при повышении давления сверх гра­ ницы этой линии углекислота остается в жидкой фазе. Для пре­ дотвращения выделения ССД из пива в воздушное пространство

203

необходимо создать такие условия, чтобы давление в бутылках при пастеризации переходило за линию насыщения.

Во время пастеризации давление в бутылках значительно повышается не только за счет выделения углекислоты из жидкой фазы, но и вследствие увеличения объема пива в бутылке из-за разницы в коэффициентах линейного расширения пива и стекла.

Перечисленные выше факторы могут способствовать повы­ шению давления в бутылках до 1,0—1,3 МПа (10—13 кГ/см2), что вызывает опасность разрыва бутылок. Чтобы избежать этого, искусственно снижают давление при пастеризации до 0,6— 0,7 МПа (6—7 кГ/см2) за счет увеличения воздушного простран­ ства в бутылках до 3% от объема бутылки. Вследствие сжимае­

мости воздуха давле­ ние в бутылках с уве­ личенным воздушным пространством ниже, чем в бутылках с не­ большим воздушным объемом.

При розливе пива в металлические бочки опасность разрыва боч­ ки в этом случае исклю­ чена, так как она обла­ дает способностью рас­ ширяться в объеме. С внедрением в пивова­ ренное производство коррозионностойких ме­ таллических бочек па­

стеризация пива в этой таре найдет широкое применение, по­ скольку такое пиво можно транспортировать на далекие расстоя­ ния и в сельские местности, где часто отсутствуют необходимые условия хранения.

Углекислота, выделяющаяся из пива при пастеризации, в дальнейшем при охлаждении почти полностью вновь поглощает­ ся им, однако при этом нарушается первоначальное коллоидное состояние пива, которое полностью не восстанавливается. Эта реакция необратима, и ею объясняется выпадение осадка при пастеризации и изменение вкуса пастеризованного пива.

Чтобы избежать выделения углекислоты в пиве при пастери­ зации, необходимо поддерживать давление в бутылках выше ли­ нии насыщения, однако практика пастеризации пива в бутылках вынуждает искусственно снижать давление. В этих противоре­ чиях и заключаются основные трудности пастеризации пива непосредственно в бутылках. Образующееся внутри бутылки дав­ ление может быть вычислено до процесса пастеризации с по­ мощью диаграммы (рис. 159).

204

Для сохранения коллоидной структуры пива при пастериза­ ции применяют различные стабилизаторы биологического про­ исхождения.

В настоящее время для пастеризации бутылочного пива ис­ пользуют пастеризаторы непрерывного и периодического дейст­ вия (последние имеют небольшое распространение и установле­ ны преимущественно на небольших заводах).

Рис. 160. Камерные 'пастеризаторы:

а — одноярусный; б — двухъярусный; 1 — оросительная форсунка, 2 — ванна, 3 — насос.

Современные пастеризаторы непрерывного действия туннель­ ного типа одноили двухъярусные (рис. 160). Они представляют собой длинную металлическую камеру с расположенными вну­ три нее в один-два яруса плоскими решетками, по которым мед­ ленно перемещаются бутылки. Над верхней решеткой находятся оросительные форсунки, под решетками в нижней части камеры размещены водяные резервуары и насосы, подающие воду в оро­ сительные форсунки.

В резервуарах с помощью паровых змеевиков и терморегуля­ торов вода подогревается до температуры, строго установленной лля каждой зоны обогрева. Укупоренные бутылки, наполненные пивом, направляются в пастеризатор по пластинчатому конвейе­ ру и располагаются плотными рядами на решетках.

205

На каждом ярусе решетки сдвоенные и расположены таким образом, что колосники одной из них проходят между колосни­ ками другой. Медленное продвижение решеток осуществляется следующим образом (рис. 161): вначале бутылки расположены на решетке а (положение /), которая движется вправо. Бутылки при этом перемещаются вместе с решеткой (положение II). Д а­ лее решетка б, находящаяся внизу, перемещается влево, после

бутылки на двух решетках и стекает в резервуары, расположен­ ные под камерой пастеризатора. В процессе пастеризации пиво постепенно нагревается и охлаждается по следующему темпера­ турному режиму.

Регулирование и контроль температуры воды в зонах обогре­ ва пастеризатора ведутся автоматическими приборами. После пастеризации бутылки направляются пластинчатым конвейером к этикетировочному автомату.

Туннельные пастеризаторы для пива в бутылках не нашли пока в нашей стране широкого распространения вследствие по­ вышенных потерь.

В последнее время наметилась тенденция заменить пастери­ зацию пива в бутылках пастеризацией его в потоке с наполнени­ ем бутылок стерильным обеспложенным пивом.

206

Современные пластинчатые теплообменники позволяют на­ гревать пиво в тонкой струе за несколько секунд до 65—70° С и вновь его охладить до температуры розлива. При такой быстрой температурной обработке микроорганизмы и споры в пиве поги­ бают и исключаются те глубокие изменения, которые сопутст­ вуют пастеризации с медленным нагревом продукта в погруж­ ном пастеризаторе. Пиво при этом не мутнеет, вкус и цвет его не меняются, давление поддерживается постоянно выше пре­ дельной линии насыщения, в связи с чем углекислый газ остается

0,8

сохранению коллоидной структуры пива.

Изменение температуры и давления пива в процессе его об­ работки в струе в пластинчатом пастеризаторе иллюстрируется диаграммой (рис. 162).

Обычно пластинчатый пастеризатор устанавливается в непо­ средственной близости к разливочному автомату и в нем поддер­ живают примерно следующий температурный режим: в первой зоне (теплообмен пива с пивом) горячее пиво охлаждается с

до 68—70° С; в третьей зоне (теплообмен пива с пивом) горячее

207

пиво охлаждается с 68—70 до 20° С, а холодное — нагревается с 1—2 до 50й С; в четвертой зоне (быстрое охлаждение холодным

рассолом) от 18—20 до 1—2° С.

За счет теплообмена пива с пивом достигается экономия в расходе пара, который составляет около 0,3—0,4 кг/дал пасте­

ризованного пива.

Пластинчатый пастеризатор представляет собой автоматизи­ рованную пластинчатую теплообменную установку, позволяю­ щую вести быструю пастеризацию пива в струе с последующим охлаждением после кратковременной выдержки при температуре

пастеризации.

Пастеризационная установка состоит из пластинчатого пас­ теризатора, пульта управления, регулятора потока и бойлера, инжектора и насоса для подачи горячей воды.

Заданные температурные режимы для пива, находящегося в отдельных секциях, поддерживаются с помощью приборов ав­

томатического регулирования.

Пастеризационный аппарат состоит из трех секций: регене­ рационной, пастеризационной и охладительной.

Пастеризация пива в струе может быть приравнена к его стерилизации, так как споры при такой обработке погибают.

Для освобождения пива от микроорганизмов может быть применен и другой способ — холодная стерилизация его путем фильтрации через обеспложивающие ЕК-пластины (экафильтры). Этот вид стерилизации менее эффективен, чем горячая обработка, и находит более ограниченное применение. Он, как правило, не дает абсолютной стерильности пива, но значительно повышает его стойкость, так как почти все дрожжи и другие микроорганизмы, находящиеся в пиве, остаются на фильтрую­ щей поверхности пластин. Отдельные дрожжевые клетки иногда проходят через слой фильтрующего картона, но для их размно­ жения требуются время и благоприятные температурные усло­

вия.

Пиво, предназначенное для холодной стерилизации, обычно сильно насыщают углекислотой с целью предотвращения благо­ приятных условий для размножения дрожжевых клеток.

Практика показала, что ЕК-пластины обладают высокими адсорбирующими свойствами и небольшой пористостью; они за­ держивают на своей поверхности не только дрожжи и споры, но и некоторые составные коллоидные вещества пива, которые об­ условливают цвет, вкус и пенистость пива и обеспечивают ста­ бильность его состава. Иначе говоря, эти фильтры часто спо­ собствуют нарушению коллоидной структуры пива, что при­ водит иногда к выпаданию белкового осадка (через несколько дней после фильтрации) и изменению вкуса и качества пива.

Пастеризация пива в струе не может гарантировать его сте­ рильность в бутылках, если не будет обеспечена также сте­ рильность трубопроводов, разливочных машин и, наконец, са­

208

мой бутылки или бочки, в которую наливают пиво, а также укупорочных материалов.

На отечественных пивоваренных заводах для учета готовой продукции направляют готовое пиво сначала в мерный танк (сборник фильтрованного пива), а затем приступают к розли­ ву. При розливе пастеризованного пива этот порядок нару­ шается, так как пластинчатый пастеризатор должен быть уста­ новлен после мерного танка, перед разливочной машиной. Ус­ тановка промежуточных емкостей для хранения пастеризован­ ного пива недопустима вследствие угрозы инфицирования пива. Розлив пастеризованного пива требует ежедневной тщательной дезинфекции аппаратуры и трубопровода по окончании рабо­ ты. Без соблюдения этих условий пастеризация в струе не даст должных результатов.

Как правило, бутылки из бутылкомоечной машины выходят стерильными, если для их ополаскивания на последней стадии мойки применена биологически чистая вода. На пути следова­ ния до разливочного автомата бутылки могут также подверг­ нуться инфицированию, если цех розлива содержится не в над­ лежащем санитарном состоянии и воздух заражен спорами. Иногда бутылки непосредственно перед розливом стерилизуют сернистым газом (SO2 ) с последующим выдуванием его из­ лишков стерильным воздухом. Вдувают сернистый газ в бу­ тылки на специальных автоматах.

Стерилизация бутылок сернистым газом сложна и требует специального оборудования, вследствие чего она не нашла ши­ рокого применения в пивоваренном производстве.

Многие предприятия добиваются стерильности бутылок пу­ тем ополаскивания их перед розливом хлорированной водой. Стерильность может быть достигнута также обработкой буты­ лок ультрафиолетовым облучением.

Содержание хлора при использовании хлорированной воды должно составлять 0,8—1,5 г/м3, для чего воду насыщают газо­ образным хлором. Содержание хлора 0,5—0,7 мг/л уже доста­ точно, чтобы бутылки дошли до разливочной машины стериль­ ными. Остаточное содержание хлора в воде, остающейся на стенках бутылки, ничтожно мало, неощутимо на вкус и поэтому не отражается на вкусовых качествах пива.

Для обеспечения стерильного розлива бутылки обычно на­ правляют из моечной машины к разливочной по закрытой шах­ те, облучаемой внутри ультрафиолетовыми лучами или проду­ ваемой стерильным воздухом. Направляющие конуса и краны разливочных машин должны быть стерильными. Укупорочные колпачки для такого розлива предварительно стерилизуют па­ рами формалина и хранят в герметически закрытых ящиках или мешках.

В последние годы за рубежом усиленно рекламировался способ розлива в бутылки горячего пиза при температуре 60—

209

65° С, что исключает необходимость обеспечения стерильности бутылки и всего тракта продвижения пива до разливочного ав­ томата. Несмотря на заманчивость такой технологии, она не нашла широкого распространения из-за сложности ее осуще­ ствления и высокой себестоимости готовой продукции.

ЭТИКЕТИРОВОЧНЫЕ АВТОМАТЫ

В пивоваренном производстве большое внимание уделяется этикетировке бутылок.

При розливе в бутылки охлажденного напитка на поверхно­ сти стекла конденсируется влага и этикетка просыхает медлен­ но, вследствие чего возможно ее смещение. Это обстоятельство выдвигает перед промышленностью особые повышенные требо­ вания к качеству этикетки, составу клея, выбору места нане­ сения этикеток на бутылки и конструкции этикетировочных ав­ томатов.

Этикетировочные автоматы ВЭВ и ВЭМ

Этикетировочный автомат ВЭВ отечественного производства предназначен для наклеивания этикеток на цилиндрическую часть бутылок методом обкатки. Автомат состоит из следую­ щих основных узлов: пластинчатого конвейера, вакуум-бараба­ на, магазинов для этикеток, механизма для нанесения клея на этикетки, станины с приводом, штемпельного устройства, меха­ низма блокировки и вакуум-насоса.

Укупоренные бутылки подаются к машине пластинчатым кон­ вейером. Скорость движения его и вакуум-барабана синхрони­ зирована. На каркасе конвейера укреплены: шнек, устанавли­ вающий шаг между бутылками; накатной конвейер, состоящий из роликов и пяти резиновых ремней, и мягкая резиновая по­ пушка для нанесения этикеток на бутылку и разглаживания их. Система конвейера снабжена устройством, обеспечивающим вы­ ключение автомата в случае падения бутылки.

По окружности вакуум-барабана имеются шесть сегментов с присосами для переноса этикеток с шагом, равным шагу бу­ тылок на конвейере. Золотниковое устройство вакуум-барабана служит для обеспечения вакуума в сегментах-переносчиках эти­ кеток. Барабан имеет два диска: подвижный и неподвижный. На первом находятся клапаны, которые позволяют захватывать эти­ кетки из магазина только при наличии бутылок.

Автомат оборудован двумя магазинами этикеток с механиз­ мами качания для сообщения ему поступательного перемеще­ ния. Из магазинов этикетки подаются на вращающийся вакуумбарабан только при подходе бутылки; при отсутствии ее этикет­ ка не подается.

210