Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологическое проектирование производства пива. Учебное пособие
.pdf
91
2.6. Разработка и описание аппаратурно-
технологической схемы
Принципиальную технологическую схему разрабатывают
на основе эскизной технологической схемы выбранного или разработанного оборудования. Предварительный вариант технологической схемы вычерчивают с соблюдением определенных правил. Аппараты можно изображать без соблюдения масштаба, но с
учетом соотношения размеров. Обязательным является распределение их по высотным отметкам. По горизонтали аппаратуру
располагают последовательно в соответствии с технологическим
потоком производства. Расстояние между аппаратами на схеме
должно быть таким, чтобы она удобно читалась.
Каждая машина, аппарат или агрегат изображаются упрощенно в виде эскиза, отражающего их принципиальное устройство. Можно также пользоваться условными обозначениями
аппаратов. При установке на технологической стадии нескольких
однотипных аппаратов, работающих параллельно, изображают
один, а число их указывают в экспликации схемы.
Для непрерывных процессов при использовании каскада
изображают все аппараты. Каждый аппарат на технологической
схеме должен иметь номер, который сохраняется во всех частях
проекта (технологической, строительной, и т.д.). Аппараты на
схеме нумеруются слева направо с учетом технологической последовательности.
Основные материальные потоки наносят четкими сплошными линиями с указанием их направления и соответствующей
нумерацией, расшифровка которой приводится в правом верхнем
углу схемы.
На технологической схеме обязательно отмечают, откуда
и как поступает в цех сырье и вспомогательные материалы, куда
и каким способом удаляется готовая продукция, отходы, сточные
воды. При большом расходе сырья целесообразно организовать
его прием на цеховой склад. В этом случае изображают схему
приема сырья в цех (исходная тара, способ разгрузки, приемная
емкость). Если для транспортировки сырья и готовой продукции
предусмотрен напольный транспорт, это указывают на схеме.
92
На принципиальной технологической схеме изображают
оборудование не только основных, но и вспомогательных технологических стадий (операций), таких, как подготовка (измельчение, растворение, суспензирование и т.д.) и дозирование сырья,
промежуточное хранение продуктов, поглощение отходящих
газов и т.п.
Все оборудование (аппараты, насосы, вентиляторы и др.)
на схеме изображают сплошными тонкими линиями толщиной
0,6 …0,8 мм, а трубопроводы и арматуру – сплошными основными линиями в два раза толще, чем оборудование.
Приведем пример описания аппаратурно-технологической
схемы, представленной на рис. 1. Светлый и темный солод поступает на завод в железнодорожных вагонах 1. Вагоны взвеши-
вают на вагонных весах до и после разгрузки, чтобы учесть количество поступившего сырья. Саморазгружающиеся вагоны 1 подгоняют к подрельсовому бункеру 2, куда самотеком поступает
сырье. Далее солод с помощью системы транспортеров 3 , 6 и автоматических весов 5 передают на хранение в силосные банки 7.
Из силосного хранилища 7 при помощи ленточного транспортера
8 и нории 9 солод подается на винтовой транспортер 11, которым
распределяется по бункерам суточного запаса светлого и темного
солода 12, 13), предварительно пройдя автоматические весы хра-
нилища 10.
Карамельный солод и рисовая сечка поступают на завод ав-
томобильным транспортом 21 в мешках на поддонах, которые с
помощью электропогрузчиков и грузового лифта 22 поступают
на хранение в склады. По мере надобности переносят мешки из
склада, отвешивают необходимое количество зернопродуктов на
напольных электронных весах 23, а затем загружают в бункеры
суточного запаса для карамельного солода 14 и рисовой сечки 24.
Из бункеров суточного запаса 12, 13 светлый и темный солод проходит через магнитные колонки 15, затем через автомати-
ческие весы 16, поступает в полировочную машину 17. Затем са-
мотеком в бункер полированного солода 18, а из него - в прием-
ный бункер двухвальцевой дробилки 19 для мокрого дробления.
В камере кондиционирования дробилки 19 солод увлажняется
водой, а затем дробится вальцами.
Время прохождения шахты кондиционирования приблизительно 60 с. Увлажненный солод дробится вальцами. В дробилке
93
19 солод смешивается с водой и получается густой затор. Основная часть заторной воды подается в смесительную камеру дробилки таким образом, что при соединении с солодом достигается
хороший эффект замеса. Остальная вода благодаря давлению подачи транспортируется непосредственно в трубопровод вне дробилки. Карамельный солод из расходного бункера 14, пройдя
магнитную колонку 25, поступает через автоматические весы 26
на дробление в двухвальцевую дробилку 27 и далее самотеком в
бункер 28. Рисовая сечка из расходного бункера 24 также при необходимости поступает на дробление в двухвальцевую дробилку
27, пройдя автоматические весы 26, и далее идет в бункер дробленых специальных и несоложеных зернопродуктов 28.
Из бункера 28 помол несоложеных зернопродуктов поступает в предзаторный чан 29, где смешивается с водой температу-
рой 52 °С в соотношении 1,0 : 3,5. Вода на затирание поступает
из системы водонакопления. Система водонакопления состоит из
баков холодной 134 и горячей воды 135, теплообменника 143.
Холодная вода поступает из цеха водоподготовки . Нагрев воды
осуществляется в теплообменнике охлаждения сусла 45, горячая
вода из него идет в баки горячей воды 135.
При приготовлении сусла для темного пива измельченный
карамельный солод в предзаторном чане 29 смешивают с водой
при температуре 50-52оС и гидромодуле 1:7 - 1:10 и выдерживают затор в течение 20 мин. Затем подогревают до 80-90 оС, выдерживают 20-30 мин. За 10 мин до окончания подработки карамельного солода начинают процесс затирания оставшегося светлого солода в одном из заторных аппаратов 31 при температуре
50-52оС, при этой температуре выдерживают 20 мин, подогревают до 61-63оС с выдержкой 15-20 мин, а затем смешивают с затором карамельного солода и выдерживают при 70-72оС до полного осахаривания. Затем при 75-77 оС выдерживают 7-10 мин и
насосом 32 перекачивают в фильтр-чан 33.
Фильтрационная система устроена таким образом, что весь
загружаемый затор через четыре люка с клапанами попадает на
сито чана 33 снизу. Откачивание сусла с температурой 75-77 °С
насосом 34 начинается сразу после загрузки фильтрационного
чана 33. Мутное сусло возвращают в фильтр-чан 33 насосом 34.
94
+16,800
+9,600
0,000
0,000
1
2
3 4
Ï à ð è ç
ê î ò å ë ü í î é
49
Ñ ò å ð è ë ü í û é
ñ æ à ò û é â î ç ä ó õ
46 47 48
Ñ æ à ò û é â î ç ä ó õ
î ò ê î ì ï ð å ñ ñ î ð à
9.4.1
9.4.1
Сжатый
воздух
10 11
5 6
12 13
7
17
18
Водаот
поз.1 35
8 9
Âîäà
50 51
52 53 54 55 565758
CIP
Ñ ò å ð è ë ü í û é
ñ æ à ò û é â î ç ä ó õ
CIP
Сусло от
поз. 45
возврат
24
14
23'
1516
20
19
22 23
29
1
21
3
è
9
2
.
ç
î
ï
Ê
Ïàð
Конденсат
62 63
5.2
5.2
5.2
5.2
CIP
CIP
Сусло
отпо з.45
9.4 .1
9.4 .1
Êïîç.60
CIP
CIP
5.2
Ñ ò å ð è ë ü í û é
ñ æ à ò û é â î ç ä ó õ
Ñ ò å ð è ë ü í û é
ñ æ à ò û é â î ç ä ó õ
CIP
CIP
возврат
возврат
Îñàä.
9.4.1
9.4.1
дрожжи
9.4.1
9.4.1
5.2
Ñ ò å ð è ë ü í û é
ñ æ à ò û é â î ç ä ó õ
59
CIP
CO
2
возврат
Вавт оцистерну
9.4.1
9.4.1
9.4 .1
9.4 .1
25
26
27
28
Âîäà
CIP
îò ïîç. 135
Ïàð
отпоз.19
Конденсат
30
31
CIP
5.2
5.2
5.2
5.2
5.2
5.2
5 . 2
5 . 2
5 . 2
5 . 2
Осадок вк анализ.
CIP возврат
Кпоз . 64
Холодная вода
с водоподготовк и
134 135
133
149
Сахар из автотранспорт а
148
Âîäà
îò ïîç.1 35
CIP
îò ïîç. 19, 28
32
Вк анализацию
Ñ æ à ò û é â î ç ä ó õ
151
150
 à ò ì î ñ ô å ð ó
33
33'
Вцех
углекислоты
36
CIP
34
35
âîäà
вода
Дробина
на утилизацию
9.1.3
9.1.3
9.1.1
9.1.1
6061
Î ò ï î ç . 5 4
Î ò ï î ç . 4 5
Î ò ï î ç . 5 4
Î ò ï î ç . 4 5
Водаот поз. 137
136
âîäà ê ïîç.
29 è31
CIP
Âîäà
37 38
1
Водаот
Водаот
ïîç. 140
ïîç. 140
9.1.4
9.1.4
2
Со склада
89 90 91 92 93 94 95
0,000
102
Этикетка, конт рэт икетка,
 î ä à
Отраб. щелочь
кпоз.125
2
Ð à ñ ò â î ð ù å ë î ÷ è
î ò ï î ç . 1 3 1
Ï à ð
 î ä à
Ï è â î
кольеретка, клей
Ï è â î
Ñ Î
Ê ð î í å í - ï ð î á ê à
101
Áðàê
Áðàê
ê ïîç. 153
ê ïîç.1 53
Ê î í ä å í ñ à ò
Î ò ð à á . â î ä à
â ê à í à ë è ç .
105
103
Áðàê
êïîç .1 53
98 99 100
104
Ò å ð ì î ó ñ à ä î ÷ í à ÿ
ï ë å í ê à
97
96
химреакт ивов
155
Ïèâî
152 153 154
Ñ ò å ê ë î á î é
Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема производства пива
(см. также с. 95)
Î ò ð à á î ò à í í à ÿ ù å ë î ÷ ü
 ï ð î è ç â î ä ñ ò â î
155
95
Хмелепрод укты
394041
CIP
CIP
43
CIP
1
9.1 .2
9.1 .2
Ï à ð
2
0,000
Ê î í ä å í ñ à ò
42
9.1.4
9.1.4
35'
CIP
Ï ð î ï è ë å í ã ë è ê î ë ü
 î ä à î ò ï î ç . 1 3 4
горячее сус ло
Водак
êï îç. 50
ïîç. 135
44 45
139
141 142 143138
Êïîç . 60
78ÅÑ
Пропиленгликоль
137
Âîäà
êï îç. 38
140
64 65 66 67
Î ò ï î ç . 6 2
+9,600
Пропиленгликоль
0,000
106
108 109
107
89
Ñ æ à ò û é
â î ç ä ó õ
 î ä à
Ï ð å ô î ð ì û
0,000
707172 737475 7677787980
CIP
Кизельгу р ÑÎ
2
CIP
Ï ð î ï è ë å í -
ã ë è ê î ë ü
C I P
â î ç â ð à ò
CO
2
9.11.6
9.11.6
112
2
Ï è â î
 î ä à
Ñ Î
Ï ð î á ê è
Ï ð å ô î ð ì û
 î ç ä ó õ
Áðàê
111
113
68
CIP
возврат
114
Ê ë å é
Ý ò è ê å ò ê à
115 116
69
0.5
ÑÎ
0.5
ÑÎ
2
2
117
120 121
Ò å ð ì î ó ñ à ä î ÷ í à ÿ
ï ë å í ê à
 î ç ä ó õ
Áðàê
118 119
ÑÎ
ÏÂÏÏ
2
0.6
9.11.6
9.11.6
123
147'
0.6
144 145147 146
5 . 4
83 84 85 86
CIP
81 82
C I P
â î ç â ð à ò
ÑÎ
2
Î ò ï î ç . 1 0 7
После мойки
обородув ания
9.2
CIP
возврат
124 125 126 127 128 129 130 131 132
Âàòì. Â à òì. Âàòì.
Ï î ä ã î ò î â ë å í í à ÿ â î ä à
ÑÎ
2
CIP
9.2
Âàòì. Â àòì.
86'87'
ÑÎ
2
CIP
87 88
9.11.8
9.11.8
Конденсат
CIP
Нар озлив к поз .9 3, 111
Ïàð
Нам ойку
оборудо вания
Рис. 1. Окончание
96
Фильтрующий слой дробины равномерно распределяется по поверхности сита рыхлителем. Когда сусло станет прозрачным, его
начинают перекачивать насосом 35 в сборник сусла 36 или в сусловарочный котел 39. Дробину промывают до тех пор, пока мас-
совая доля экстракта в промывной воде не достигнет 1,0 - 1,5 %.
По окончании фильтрования в фильтр-чан 33 подают через
распределительное устройство в центре чана насосом 35’ белковый отстой из гидроциклонного аппарата 38. Затем дробину вы-
гружают из фильтр-чана 33 при помощи рыхлительного механизма в бункер 33’. Из бункера 33’ дробина вначале выгружается
с помощью винтового транспортера, проложенного по дну бункера, а затем пневмотранспортом подается в емкости для дробины, расположенные вблизи завода на технической площадке. Оттуда дробина сначала винтовым транспортером, а затем пневмотранспортом загружается в автомобили.
Хмелепродукты задают в 2-3 приема из бачков 41. Для этого в бачки задают разные сорта хмеля согласно рецептуре (для
каждой порции хмеля - свой бачок) в виде гранул, насосом 40
тангенциально подают в бачки (44) сусло из сусловарочного котла 39, в результате чего происходит интенсивное перемешивание
сусла с хмелем.
Сахар из автомобильного транспорта поступает с помощью
пневмотранспорта 148, 149 в бункер для хранения сахара 151, а
затем по мере необходимости подается в производство.
Охмеленное сусло возвращают в сусловарочный котел 39 и
при кипячении задают добавку Вирфлок для более лучшего осаждения и коагуляции белков. Прокипяченное сусло с помощью
насоса 42 подают тангенциально в гидроциклонный аппарат 43.
Первая порция хмеля позволяет связать нестойкие белки солода с
полифенолами хмеля в нерастворимые комплексы, вторая - обеспечить переход в сусло достаточного количества горьких и ароматических веществ хмеля. Третья порция нужна для ароматизации сусла. Кипячение длится не более 120 мин до достижения
заданной плотности.
97
На заводе предусмотрена система энергосбережения. Она
состоит из баков для воды 138, 139 и кожухотрубного теплообменника 141. Вторичный пар из сусловарочного котла 39 посту-
пает в теплообменник 141, нагревает воду, перекачиваемую насо-
сом 137 из бака 138, и далее нагретая вода через бак 139 при по-
мощи насоса 140 поступает в теплообменник 38 для нагрева сусла перед сусловарочным котлом 39.
Конденсат пара из теплообменника 141 насосом 142 перекачивается в сборник 143 и используется на технологические
нужды.
Готовое сусло из сусловарочного котла 39 перекачивают на
осветление в гидроциклонный аппарат (ГЦА) 43 с помощью на-
соса 42. Происходит оседание коагулированного белка и нерас-
творимых компонентов хмеля, а также незначительное охлаждение сусла. Осадок образует конус на дне ГЦА. Сначала осветленное сусло отбирают из боковой трубы ГЦА, чтобы не создавать
на дне аппарата движений, в результате которых осадок может
"расползтись" и попасть в охладитель сусла. В конце осветления
сусло отбирают из трубы, врезанной в днище аппарата. Осадок
должен иметь достаточно жидкую консистенцию для легкого
удаления при автоматической мойке. Скорость сусла на входе в
ГЦА 43 составляет более 65 м3/ч. Белковый отстой осаждается на
дне гидроциклонного аппарата 43 в виде конуса, который после
выгрузки сусла размывается водой с помощью размывателя. Размытый белковый отстой насосом 35’ перекачивается в фильтрчан
33, где впоследствии смешивается с дробиной.
В ГЦА сусло осветляется и с температурой не менее 90 °С
поступает в двухсекционный теплообменник 45 с помощью насоса 44, где охлаждается сначала водой от 90 до 25 °С, а затем про-
пиленгликолем до температуры брожения 12 °С и поступает в
бродильно-лагерное отделение.
Между теплообменником 45 и цилиндроконическими бродильными аппаратами 62 (ЦКБА) находится устройство для засе-
ва дрожжей 60 и аэрации сусла с дрожжами 61. После теплооб-
менника 45 сусло подают в суслопровод, где и происходит введение дрожжей в сусло с помощью насоса-дозатора 53 из пропагатора 51.
98
После этого происходит аэрация сусла с дрожжами до концентрации растворенного кислорода 10-12 мг/дм³. Контроль и
регулирование давления осуществляется автоматически. Если
давление сусла больше, чем давление воздуха, то сусло задерживается обратным клапаном.
Перед подачей в сусло сжатый воздух проходит стерилизующие фильтры 47, 48. Далее воздух проходит через обратный
клапан и попадает в сусло, где распределяется через распылитель
в виде мелкодисперсных пузырьков.
Фильтр-патроны стерилизующих фильтров 47, 48 для воздуха периодически меняются и пропариваются после каждого
цикла загрузки ЦКБА 62 с целью стерилизации в течение 30 мин
при давлении 0,2 МПа. Пар поступает по паропроводу через
фильтр пара 46 , и конденсат отводится в канализацию перед об-
ратным клапаном у пропагатора 51. После аэрации сусло с дрож-
жами передается в ЦКБА 62 на брожение.
Разведение дрожжей происходит в две стадии - в лаборатории и в производстве. ЧКД поступает в лабораторию в закрытой
пробкой пробирке на косом сусло-агаре. В лаборатории дрожжи
размножают в колбах на стерилизованном пивном сусле с постепенным увеличением объема сусла от стадии к стадии при температуре 30 °С. Продолжительность каждой стадии 24 ч. Последняя
стадия размножения дрожжей в лаборатории происходит в колбе
Карлсберга 49 объемом 10-15 дм³.
Установка для разведения ЧКД состоит из двух аппаратов:
стерилизатора 50 и пропагатора 51. Аппараты 50 и 51 предвари-
тельно моют с помощью воды и растворов, подаваемых со станции CIP в моющие головки, и пропаривают 60 мин при температуре 100 °С. В меньший по объему стерилизатор 50 принимают
горячее сусло из ГЦА 43 и затем стерилизуют сусло при температуре 100 °С и атмосферном давлении в течение 30 мин. Охлаждают охмеленное стерильное солодовое сусло до температуры
14 °С. Затем сусло передают в пропагатор 51 под давлением стерильного сжатого воздуха. Содержимое колбы Карлсберга 49 пе-
99
редают в пропагатор 51 под давлением стерильного сжатого воздуха. Ведется размножение ЧКД в пропагаторе 51 в течение 24 ч
при температуре 14°С. Аэрацию ведут непрерывно. Расход воздуха на аэрацию составляет 30 м³/ч на 1 м³ сусла. В стерилизатор
50 вновь задают сусло, стерилизуют и охлаждают до температуры 14 °С. Когда количество дрожжевых клеток в пропагаторе 51
достигнет 90- 140 млн/см³ сусла, то сусло из стерилизатора 50
передают в пропагатор 51 под давлением стерильного сжатого
воздуха.
Дальнейшее разведение ЧКД ведут доливным способом,
при котором в пропагатор 68 добавляют охлажденное до температуры 14 °С стерильное сусло из стерилизатора до тех пор, пока
его количество не достигнет рабочего объема пропагатора 68.
Накопление дрожжевых клеток после последнего долива ведут до
130-140 млн/см3.
Содержимое пропагатора 68 в количестве 90 % передают
на засев сусла, подаваемого в ЦКБА 62, а оставшиеся 10 % за-
полняют стерильным охлажденным до 14 °С суслом и используют
для дальнейшего разведения ЧКД доливным способом.
Заполнение цилиндроконического бродильного аппарата 62
идет в несколько приемов. Сначала его объем заполняют на
2-3 %, после чего в аппарат направляют расчетное количество
дрожжей из пропагатора 51. Концентрация дрожжей 50-60 млн
клеток/см3 сусла.
Диоксид углерода, выделяемый при брожении и дображивании, направляется в пеноловушку, а из нее - в углекислотный
цех. Собранная в пеноловушке жидкость удаляется в
канализацию.
Брожение ведется по следующему температурному режиму
10-14-5 °С, после достижения конечной степени сбраживания
проводят глубокое охлаждение до (-1) - (-4) °С. Продолжительность главного брожения – 5-7 сут.
Общая продолжительность процессов брожения и дображивания зависит от сорта пива и составляет: для светлого -
12 сут, для темного - 16 сут.
100
Собранные дрожжи из ЦКБА подаются насосом 79 в отдельный танк снятых дрожжей 56, промываются холодной водой
и хранятся под слоем воды температурой 1–2 °С. Микробиолог
проводит их контроль в лаборатории. Он определяет количество
дрожжевых клеток, мертвых клеток, почкующихся клеток, количество диких дрожжей, и по результатам анализа определяет пригодность дрожжей для засева в ЦКБА 62.
Если дрожжи считают пригодными, то из сборника снятых
дрожжей 56 с помощью стерильного сжатого воздуха часть
дрожжей, необходимую для засева ЦКБА (50-60 млн клеток/см
сусла) передают в сборник для предварительного разбраживания
54. Количество дрожжей определяют тензометрически (по массе).
При наличии посторонних бактерий снятые дрожжи обрабатывают раствором персульфата аммония концентрацией
0,35 %. Для этого дрожжи стерильным сжатым воздухом из сборника 56 передают в сборник 55 для обработки раствором персульфата аммония концентрацией 0,35 % в течение 30- 60 мин,
после чего промывают водой. Количество промывной воды превышает объем дрожжей в 2-3 раза. Далее после тщательного перемешивания дрожжи оставляют в сборнике 55 на отстаивание на
2-3 ч. Остаточную мутную воду, содержащую остатки пива и
часть мертвых дрожжевых клеток, сливают декантацией. Избыточные дрожжи утилизируют или подвергают сушке.
Осветление пива проводят в центробежном сепараторе 65,
куда оно поступает при помощи насоса 64. Перед началом работы
сепаратор заполняют водой, затем его пускают путем разгона на
воде. При достижении необходимой частоты вращения в него
подают пиво с температурой 1 - 2ºС.
После сепаратора пиво передают в буферный сборник 67.
Из буферного сборника 67 насосом 68 пиво подается в диатомитовый фильтр 73, затем фильтруется через стабилизирующий
фильтр с ПВПП 80 и стерилизующий фильтр 82 со стерилизующим фильтр-патроном.
3
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]