2.4 Строение систем и основные требования, предъявляемые к систем фильтрования пива.

Типичная схема системы фильтрования пива приведена на рисунке. В реальном производстве эта схема может отличаться типом применяемых фильтров, а также дополнительным наличием или отсутствием некоторых видов оборудования, например, теплообменника-переохладителя, сепаратора, обеспложивающего фильтра и т.п.

Типичная схема фильтрования пива:

1 – теплообменник – переохладитель; 2 – сепаратор; 3 – буферный сборник нефильтрованного пива; 4 – сборник для приготовления суспензии кизельгура; 5 – сборник для дозирования кизельгура; 6 – фильтр кизельгуровый; 7 – сборник отработанного кизельгура; 8 – ёмкость для регенерации ПВПП; 9 – фильтр ПВПП; 10 – трап-фильтр; 11 – буферный сборник фильтрованного пива.

К

С

Вариант операторной работы модели фильтрования пива: I – оператор фильтрования пива; II – оператор сепарирования пива; III – оператор переохлаждения пива; IV – оператор приготовления суспензии кизельгура.

К системам фильтрования пива предъявляют следующие основные требования:

1. Стабильность фильтрования во времени;

2. Высокая удельная производительность по пиву;

3. Изменение плотности пива – не более ±0,05%

4. Потери пива – не более 1%;

5. Мутность фильтрованного пива – не более 0,3 ЕВС (только при фильтровании с применением кизельгура – не более 0,5 ЕВС);

6. Содержание дрожжей в фильтрованном пиве не допускается(только при фильтровании с применением кизельгура не более 3-5 клеток в 100мл);

7. Поглощение О_{2 –} менее 0,05 мг/л;

8. потери СО₂ – менее 0,3 г/л;

9. минимальная продолжительность вспомогательных операций;

10. минимизация образования некондиционного пива и возможность его утилизации;

11. комплексная механизация и автоматизация процесса;

12. экономичность.

3 Фильтры для пива

3.1 Классификация фильтров для пива

Фильтры для пива классифицируют по следующим специальным признакам:

1. по функциональному назначению;

2. конструктивному устройству фильтрующих элементов;

3. ориентации фильтрующих элементов в пространстве;

4. наличию корпуса;

5. типу фильтровальных материалов;

6. способу замены отработанного фильтровального материала;

7. способу мойки;

8. степени контроля и управления процессом.

Таблица 2: Классификация фильтров для пива

Морфологический признак	Варианты исполнения
	а	б	в	г	д
Функциональность	Осветление	Обеспложивание	Коллоидная стабилизация	Осветление и обеспложивание
Конструктивное устройство	Рамные	Тарельчатые	Патронные
Ориентация фильтрующих элементов в пространстве	Горизонтальные	Вертикальные
Наличие корпуса	Бескорпусные	Корпусные
Тип фильтровальных материалов	Картон	Кизельгур	ПВПП	Мембраны полимерные	Мембраны из неорганических материалов
Замена отработанного фильтровального материала	Ручная	Механизированная и автоматизированная
Мойка	Разборная ручная	Безразборная механизированная и автоматизированная
Степень контроля и управления процессом	Ручное	Полуавтоматизированное	Автоматизированное

По функциональному назначению различают фильтры:

1. для осветления пива, обеспечивающие его более высокую биологическую стабильность;

2. для обеспложивания пива, обеспечивающие его более высокую биологическую стабильность;

3. для стабилизирующего фильтрования пива, обеспечивающие его коллоидную стабильность;

4. комбинированные фильтры, обеспечивающие осветлением и обеспложивание пива.

По конструктивному устройству фильтрующие элементы различают на плоскорамные, тарельчатые, патронные.

В связи с этим в современной пивоваренной индустрии для фильтрования пива применяют преимущественно: рамные фильтр - прессы; тарельчатые и патронные фильтры.

Патронные фильтры для фильтрования пива через намывной слой кизельгура в пивоварении часто называют свечевыми. Современные горизонтальные тарельчатые и патронные кизельгуровые фильтры обеспечивают практически одинаковое качество фильтрованного пива. Помимо фильтрования пива через кизельгур, патронные фильтры (но с патронами других типов и на основе иных фильтровальных материалов) находят также применение в качестве трап - фильтров, а также для тонкого фильтрования и микрофильтрации пива и напитков.

По ориентации фильтрующих элементов в пространстве различают горизонтальные и вертикальные фильтры, в которых фильтрующие элементы расположены соответственно горизонтально или вертикально.

По наличию корпуса различают бескорпусные и корпусные фильтры. Первые не имеют специального корпуса, а во вторых фильтрующие элементы размещают в герметичном корпусе.

По типу фильтровальных материалов различают фильтры, в которых в качестве фильтрованных перегородок используют волокнистые материалы (картон, ткани и т.п.), полимерные мембраны и порошкообразные материалы (кизельгур, ПВПП, диатомит, перлит), называемые в качестве фильтровального слоя на опорные элементы.

По способу замены отработанного фильтровального материала различают фильтры, в которых эту операции осуществляют вручную, и фильтры, в которых она механизирована и автоматизирована.

По способу мойки различают фильтры с ручной, а также с механизированной и автоматизированной безразборной мойкой.

По степени контроля и управления процессом различают фильтры с ручным, полуавтоматизированным и автоматизированным управлением.

2. Рамный намывной фильтр-пресс

В нашей стране для осветления пива широко применяют фильтрование через намывной слой фильтрующего материала, а также через фильтр-картон. Фильтрование пива через намывной слой производится в намывных фильтрах: рамных, с сетчатыми фильтрующими элементами, патронных.

В намывных фильтрах в качестве фильтрующего материала используют диатомит, получаемый из опаловых диатомитовых кремнеземнистых пород Инзенского месторождения Ульяновской области, перлит, выпускаемый Мытищинским комбинатом стеновых и теплоизоляционных материалов, а также целлюлозный опорный картон с меламиновой смолой.

При фильтровании через намывной слой предусматривается нанесение на фильтровальные элементы двух слоёв диатомитового порошка марок А и Б. создающего фильтрующую перегородку. После образования фильтрующей перегородки нефильтрованное пиво направляют в фильтр. При этом для разрыхления осадка и наращивания фильтрующего слоя в нефильтрованное пиво вносят диатомитовую суспензию. Фильтрование прекращают при достижении предельного перепада давления, принятого для данного аппарата.

На отечественных пивоваренных заводах распространены намывной рамный фильтр ВФД-4 и его модификации Р3-ВФД-25, Р3-ВФД-50, ШЧ-ВФД-33, ШЧ-ВФД-60.

Намывные рамные фильтры Р3-ВВФД-25 и Р3-ВФД-50 представляют собой аппараты, которые имеют фильтр и дозаторную станцию. Фильтр состоит из каркаса, набора плит и рам, нажимной плиты и зажимного механизма. Дозаторная станция включает в себя смеситель с насосом-дозатором, пульт управления, систему трубопроводов и насос для пива.

При работе аппаратов Р3-ВФД-25 и Р3-ВФД-50 предусмотрены следующие операции:

1. заполнение водой;

2. нанесение слоя;

3. удаление воды;

4. фильтрование;

5. удаление пива;

6. мойка.

Для заполнения фильтра водой при открытом кране 15 с помощью насоса 13 через индикатор расхода 12 и кран 11 подаётся в фильтр 9, вытесняя из него воздух через краны 8 и 10. Для намывания фильтрующего слоя диатомита на опорный картон открывают краны 3 и 16 и включают насос 13. Вода циркулирует в замкнутом цикле: фильтр - смеситель 1. Суспензия диатомита из смесителя 1 подаётся в фильтр 9 через кран 16. Диатомит задерживается на опорном картоне и образуется намывной (фильтрующий) слой, а вода возвращается в смеситель 1 через кран 3. Пиво через кран 14 с помощью насоса 13 подаётся в фильтр 9 и вытесняет воду из крана 4 в канализацию. Далее при открытых кранах 5 и 14 пиво фильтруется через намывной слой при рабочем давлении 0,4 МПа. Добавление суспензии диатомита в пиво при фильтровании обеспечивается насосом – дозатором 7. После осветления пиво проходит через фонарь 6 и кран 5 и направляется в отводящий трубопровод.

По окончании работы фильтра 9 насосом 13 при открытом кране 15 подаётся вода, которая через кран 5 вытесняет пиво. Вода для мойки насосом 13 при открытом кране 15 направляется в фильтр 9 и через кран 4 вытесняет разбавленное пиво в сборник исправимого брака. При рециркуляции открывают кран 2 и включают насос 13. Пиво циркулирует в замкнутом цикле.

Фильтрование пива ведут до тех пор, пока давление на фильтре не достигнет 0,06МПа. Продолжительность фильтрования 1 – 12 часов. По окончании работы фильтр разбирают, моют пластины холодной и горячей водой. После этого фильтр снова собирают и промывают водой.

На диатомитовые фильтры типа ВФД расходуется фильтр-картон в пределах 3 – 2,8 г/дал пива, а при намывании на него диатомитового порошка дозируется диатомит марки А – 600г/м², марки Б – 700г/м² фильтрующей поверхности. По окончании намывания фильтровальной перегородки добавляют диатомит в неотфильтрованное пиво из расчёта 15 – 20 г/дал.

На пивоваренных заводах нашей страны, оснащённых чехословацким оборудованием, применяют фильтрационные установки, состоящие из диатомитового патронного и пластинчатого фильтров.

Принципиальная схема работы намывного рамного фильтра Р3-ВФД-50