Проект отделения брожения и дображивания пива пивоваренного завода производительностью 3, 2 млн дал пива в год

Схема + компоновка+разрез.dwg

Бак для конц. щелочи
Бак для дезинфектора
отд.мойки и дезинфекции
Отделение охлаждения
Подработочное отделение
Холодильно- компрессорная
Склад зернопродуктов
Проект пивоваренного завода производительностью 6.6 млн. дал пива в год.
ОТПП. ДПА.000.023 ТЧ
План на отметке +0000
ОТПП. ДПА.000.023 ТА
Экспликация оборудования
Пластинчатый теплообменник
Сосуд для маточных дрожжей
Резервуар предварительного
Сборник охлажденной воды
Сборник избыточных дрожжей
Фильтр для очистки воздуха
Пластинчатый охладитель
Сборник фильтрованного пива
Резервуар для рабочего раствора
Сборник осадочных дрожжей
Экспликация помещений
Проект отделения брожения и дображивания пива пивоваренного завода производительностью 3
Холодильно-компреcсорная станция
Воздушно-компреcсорная станция
Дрожжевое отделение 2
Фильтрационное отделение
Отделение готового пива
Кабинет начальника цеха
Отделение мойки и дезинфекции
Бродильное отделение
Отделение дображивания
Филтрационное отделение
Отделение охлаждения сусла
Вода в канализацию СО в атмосферу
СО на карбо- низацию
Готовое пиво на розлив
От поз. 20 Возврат моющего раствара
Возврат моющего раствора от моющих головок
Условное обозначение
Охложденное осахаренное сусло
Экспликация трубопроводов
Технологическая схема
Дрожжи на реализацию
Отделение аэрирования сусла

Проект отделения брожения и дображивания пива пивоваренного завода производительностью 3,2 млн дал пива в год.docx

Выбор обоснование и описание технологической схемы
1 Выбор и обоснование технологической схемы
2 Описание технологической схемы производства
Расчёт и подбор оборудования
Расчёт расхода воды пара воздуха электроэнергии диоксида углерода холода
Учет и отчетность производства пива
Микробиологический контроль
Охрана труда и техника безопасности
Список используемой литературы
Пиво – древний напиток ему более 9 тыс лет. Зародившееся в древнем Вавилоне оно распространилось в древнем Египте Персии Греции Риме и других странах Европы. Тогда хмель ещё не применяли вместо его использовали другие травы: корицу имбирь можжевельник и т.д. с началом использования хмеля считается начало производства пива. Хмель – самая дорогая культура в производстве пива.
Пиво – игристый освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и горьким вкусом. Вследствие насыщенности углекислым газом и содержания небольшого количества этилового спирта пиво не только утоляет жажду но и повышает общий тонус организма человека.
В пиве кроме воды этилового спирта и диоксида углерода содержится значительное количество питательных и биологически активных веществ: белков углеводов микроэлементов и витаминов. В нём содержится почти все витамины: В1 В2 Н В6 РР и ряд других т.к. дрожжи – носители всех витаминов. Это отличает пиво от других алкогольных напитков и позволяет причислить его к напиткам питания. Калорийность 1 литра пива составляет 400 – 800 ккал. из них 50 % приходится на спирт его экстракт легко и полностью усваивается организмом.
Основное сырье для производства пива является ячменный солод хмель и вода. Из ячменя выращивают пивоваренный солод; из воды солода и хмеля готовят пивное сусло которое сбраживают в пиво оно дображивает (созревает). Также для производства некоторых сортов пива часть солода заменяется несоложеными зернопродуктами (дробленым ячменем рисовой крупой гречихой и др.).
По цвету пиво делится на светлое и темноё а в зависимости от применяемых дрожжей – на пиво низового и верхового брожения.
Около 90% производимого пива низового брожения приходится на светлые сорта для которых характерны тонкий слабовыраженный солодовый вкус хмелевой аромат и хмелевая горечь. Их готовят из светлого пивоваренного солода с добавкой несоложёных материалов воды хмеля и хмелевых препаратов.
При производстве тёмных сортов пива используют также специальные сорта солода. Поэтому тёмное пиво имеет солодово–карамельный сладковатый вкус менее выраженную хмелевую горечь и более интенсивную окраску по сравнению со светлыми сортами.
Производство пива – сложный и длительный биохимический процесс который делится на технологию солода и технологию пива.
Технология солода: очистка и сортировка ячменя замачивание ячменя солодоращение сушка свежепроросшего солода освобождение сухого солода от ростков и его полировка. Технология пива характеризуется большим числом разнообразных процессов которые сводятся в следующие стадии: приготовление пивного сусла его брожение дображивание (выдержка) и созревание фильтрация розлив готового пива.
Одной из основных стадий при производстве пива является брожение и дображивания сусла. При главном брожении происходит сбраживание сахаров в спирт сопровождающее значительным уменьшением экстракта. Одновременно со сбраживание сахаров происходит ассимиляция азота из аминокислот сусла органических и неорганических аммонийных солей сусла с образованием летучих и нелетучих кислот; различные окислительно-восстановительные процессы которые обуславливают вкус пива.
При дображивании пива происходит созревание пива его осветление пиво придаётся соответствующий вкус и аромат.
Сбраживание пивного сусла и созревание пива являются самыми длительными технологическими стадиями в пивоварении. Поэтому технологи и ученые многих стран стремятся сократить длительность приготовления пива за счет сокращения продолжительности процессов главного брожения и дображивания.
Брожение осуществляется периодическим (классическим) или непрерывным способами. При этом огромное значение имеют расы применяемых дрожжей. В пивоварении применяют дрожжи низового брожения приспособленные к сравнительно низким температурам. Пивные дрожжи должны быть микробиологически чистыми а также обладать способностью к хлопьеобразованию быстро оседать на дно бродильного аппарата и давать прозрачный напиток с определенным вкусом и ароматом. К сильно сбраживающим и легко дающим хлопья относятся дрожжи низового брожения Фроберг дрожжи рас V и 776. На пивоваренных заводах большое распространение получили дрожжи расы 776. Эти дрожжи считаются пригодными особенно для сбраживания сусла приготовленного с добавкой несоложеных материалов или из солода полученного солодованием ячменей с невысокой степенью прорастаемости. Из других дрожжей на пивоваренных заводах применяются расы 114144 и др. различающиеся по бродильной энергии способности к осаждению и энергии роста.
Дрожжи вводят в сусло в виде технически чистой культуры или семенных дрожжей. Под технически чистой культурой понимают дрожжи чистой культуры размноженные до количества достаточного для сбраживания сусла в объеме бродильного аппарата. Дрожжи полученные в осадке после первого производственного брожения называют семенными дрожжами первой генерации. Дрожжи прошедшие n-е число брожений называют семенными дрожжами n-й генерации. Обычно дрожжи используют до 10 генераций.
Дрожжи вводят в виде густой массы из расчета 04-06 л на 100 л сусла в его поток на пути следования в бродильный аппарат. Дрожжи поступают в суслопровод под давлением или засасываются потоком сусла. Внесение дрожжей в поток сусла благодаря их лучшему перемешиванию с суслом способствует быстрому началу брожения.
После окончания брожения и слива молодого пива дрожжи отбирают в специальные ванночки и передают их в дрожжевое отделение для промывки и обработки. Отобранные дрожжи промывают биологически чистой водой и процеживают через сито. Промытые дрожжи оставляют под слоем холодной воды. Ежедневный уход за дрожжами заключается в смене воды и поддержании температуры в ванночке около 1ºС. Под слоем холодной воды дрожжи могут храниться 4-6 суток. Если производственные дрожжи утрачивают бродильную способность или микробилогическую чистоту их заменяют свежеприготовленными дрожжами полученными разведением чистой культуры соответствующей расы.
Различают лабораторную и производственную стадии разведения чистой культуры дрожжей. Лабораторная стадия начинается с пересева чистой культуры дрожжей из пробирки и при последовательном пересеве культуры объем сусла увеличивается каждый раз примерно в 5 раз с увеличением объема сусла до 10 л применяют медные колбы Карлсберга.
Производственная стадия разведения дрожжей чистой культуры осуществляется в установке Грейнера – это самая усовершенствованная и более современная установка по сравнению с установками Ганзена и Линднера. Преимущество этого аппарата состоит в том что его можно использовать для заводов различной мощности занимает небольшую площадь можно проследить за процессом размножения дрожжей легко проверить микробиологические и органолептические показатели дрожжей мойка и дезинфекция оборудования не составляет больших трудностей.
Для очистки дрожжей применяют различные сита. Вибрационные сита с отверстиями 04-06мм дают возможность отделить от жидких дрожжей не разбавляя их водой хмелевые смолы и дубильно-белковые вещества. Густые дрожжи с содержанием 10-16% сухого вещества движутся по наклонному ситу от одного конца к другому. Они проходят через сито а хмелевые смолы и другие частички отстоя отводятся в сторону. Производительность сит размером 630х1250мм – 100-150л в минуту. 7
Широко применяются для очистки дрожжей моечные аппараты с ротационными ситами в которых дрожжи автоматически очищаются от всех примесей. Ротационные сита приводятся в движение гидротурбиной. Дрожжи смешиваются в эжекторе с водой и через распределитель подают на ротационные сита где они промываются водой. Загрязнения задерживаются на сите и смываются косой струёй воды так что ротационное сито подходит под распределитель дрожжей всегда чистым. При таком смывании водой удаляются легковесные клетки и микроорганизмы. Расход воды равен 4-6-кратному объёму дрожжей но потери дрожжей велики и могут даже превышать 20% сухого вещества. 7
Брожение по периодической схеме ведется в закрытых и открытых бродильных аппаратах. Наиболее распространены горизонтальные алюминиевые аппараты применяемые как для главного брожения так и для дображивания. Чистый алюминий покрываясь тонкой оксидной пленкой довольно устойчив против коррозии и не нуждается в дополнительном покрытии. Углеродистая сталь из которой также выполняют аппараты как материал вполне пригодна однако она нуждается в защитных покрытиях так как при взаимодействии с дубильными веществами и кислотами пиву сообщается неприятный вкус и темная окраска пиво мутнеет. Танки для главного брожения оснащаются теплообменной поверхностью из расчёта 02м2 на 1м3 вместимости а также моющимися головками. 4
Танки для главного брожения оснащаются теплообменной поверхностью заполнение и опорожнение аппаратов производят снизу.
Преимущество периодического брожения состоит в том что легко можно определить органолептические показатели пива изменение в поведении дрожжей; заполнение танков снизу дает малое пенообразование и меньшие потери диоксида углерода. Кроме этого легче следить за процессом брожения стоимость аппаратов меньше. К недостаткам периодического способа брожения можно отнести длительность процесса низкий коэффициент использования технологических емкостей потребность в больших охлаждаемых площадях значительный объем работ по мойке и дезинфекции оборудования.
Дображивание периодическим способом даёт возможность выровнять качество пива получить более однородный вкус цвет и химический состав продуктов. Но в течение двух суток аппарат должен быть заполнен т.к. в незаполненном аппарате опасность инфицирования пива и создаются неблагоприятные условия для насыщения пива диоксидом углерода вследствие его улетучивания. 1
Сущность непрерывного батарейного способа заключается в перемещении с определенной скоростью бродящего сусла и молодого пива в системе соединенных между собой бродильных аппаратов для дображивания в непрерывном притоке и оттоке пива из последнего аппарата. Необходимая концентрация дрожжей в бродящем сусле обеспечивается непрерывным поступлением дрожжей в головной аппарат системы из непрерывно действующего дрожжегенератора и дополнительным размножением дрожжей в аппаратах брожения. Способ непрерывного брожения и дображивания в герметичной системе предусматривает использование нестерильного сусла. Задавать дрожжи непосредственно из чана в чан не рекомендуется. Полезнее хорошо их промывать и перед следующей задачей оставлять на некоторое время под водой. Промывка дрожжей в ваннах с процеживанием через сита является трудоемкой операцией и пригодна только для небольших заводов. 3 4
Батарейный способ брожения и дображивания наиболее эффективен тем что сокращается продолжительность этих процессов. Продолжительность главного брожения сокращается с 7 до 4 суток а дображивания – с 21 до 10 суток уменьшается удельная металлоемкость аппаратуры по сравнению с периодическим способом брожения в 13 раза. Однако увеличивается коэффициент использования производственной площади в 14 раза и невозможно проследить за отдельными стадиями брожения и дображивания.
Известен ряд способов полунепрерывного брожения. Интерес представляет доливной-перелевной способ брожения состоящий в том что охлаждённое сусло поступает в закрытый бродильный аппарат с мешалкой в который добавляют 1л дрожжей на 1гл среды. После появления завитков соединяют первый аппарат со вторым и перепускают содержимое пополам. Затем оба аппарата заполняют свежим суслом и аэрируют. Через 24ч второй аппарат соединяют с третьим и также перепускают содержимое пополам доливают их свежим суслом аэрируют разбраживают их так до конца батареи.
При использовании этого способа сокращается продолжительность брожения дрожжи более полно сбраживают сусло но он требует большого внимания и наблюдений повышенного контроля и строгое соблюдение режимов брожения. 4
Для ускорения производства пива наиболее рациональным является брожение и дображивание пива в одном аппарате цилиндро – конической формы. Внедрение таких аппаратов происходит быстрыми темпами.
Прежде ЦКТ конструировались с произвольными размерами – до 40 м в высоту и свыше 10 м в диаметре. Сегодня к их размерам походят осторожно. На основе практических и экспериментальных данных был сделан вывод о т м что в случае охлаждения через рубашки лучше не выходить за рамки определенных габаритных размеров.
Исследования показали что на состав побочных продуктов брожения влияет высота сусла. Высота сусла в ЦКТ не должна превышать 20 м Однако существует довольно много ЦКТ с уровнем сусла от 23 до 27 м. В настоящее время вместимость аппарата колеблется от 50 (высота 8м) до 1000м3 (высота 26м). При большой высоте столба сбраживаемого сусла в ЦКТ наблюдается сильная конвекция способствуя его большему перемешиванию. Компактное осаждение дрожжей достигается охлаждением конусной части аппарата. При интенсивной аэрации сусла главное брожение при 13-140С заканчивается за 7 суток а дображивание – за 5-7 суток. Аппарат имеет как правило 4 охлаждающие рубашки – 3 на цилиндрической части и одну – на конической. В ЦКБА возможны также и другие системы охлаждения. ЦКТ размещают как вне помещения так и внутри.
К преимуществам аппарата можно отнести малую занимаемую производственную площадь автоматизацию процесса снижение капитальных затрат на строительство увеличение производительности предприятия из-за ускорения брожения возможности совмещения главного брожения и дображивания в одном аппарате снижение потерь пива легкий отъем дрожжей лучший сбор диоксида углерода меньшая стоимость мойки и дезинфекции.
К недостаткам применения ЦКТ относится сокращение сроков получения пива что приводит к увеличению объема одной партии пива; ввиду больших сбраживаемых объемов и отсутствия перемешивания в заполняемом аппарате процесс сложно контролировать. 7
Для получения продукта стабильного качества необходим постоянный контроль сырья и параметров процесса. При ускоренных режимах процесса могут возникнуть проблемы с высокой концентрацией в пиве диацетила. Трудно достигаются органолептические показатели пива стоимость аппаратов более высокая по сравнению с горизонтальными.
В пивоварении для фильтрования применяют следующие виды фильтров: намывные пластинчатые фильтр-прессы камерные фильтры чашечные и мембранные. На данном этапе масс-фильтры довольно редко применяются т.к. требует высоких затрат ручного труда значительных затрат энергии для промывки массы малую поверхность фильтрования и низкую производительность фильтра.
Намывные фильтры – это фильтры в которых фильтрование происходит через специальное фильтрующее средство намываемое на фильтрованные перегородки. Различают два этапа процесса фильтрования: нанесение фильтрующего слоя и фильтрование с текущим дозированием. Кизельгуровое фильтрование происходит через мелкоячеистую ткань или через другую фильтрующую перегородку с мелкими отверстиями. Если наносить только тонкий кизельгур то он проникал через подложку не задерживаясь и пиво становилось бы ещё мутнее чем было раньше. Первая фаза фильтрования – нанесение 1-го и 2-го предварительных слоёв и начало текущего дозирования – имеет особое значение в связи с возможностью попадания кислорода и ухудшения качества пива поэтому применяют только деаэрированную воду биологически чистую воду что вызывает большие затраты. Также необходимо отметить: намывные фильтры требуют очень бережного отношения что вызывает некоторые технологические неудобства; большая вероятность попадания кислорода что приводит к помутнению пива и его нестабильности; очень большой расход воды при нанесении слоёв; возникают технологические трудности при быстром наполнении фильтра – возникают трещины и завихрения. 7
Под пластинчатым фильтр-прессом понимают фильтр который состоит только из пластин. Между этими пластинами укладываются фильтрующие слои через которые происходит фильтрация. Пиво подводят сверху и снизу к каждой второй пластине проникает через фильтркартон и отводится из соседней пластины. Таким образом между каждой плитой расположен фильтрующий слой. Достоинством этого фильтра является следующее: фильтры применяются для грубого осветляющего тонкого или стерилизующего фильтрования одновременно может фильтроваться большое кол-во пива такой фильтр гарантирует полное удаление дрожжей из пива содержится высокоэффективный фильтрационный слой достигается высокая фильтрация. Наряду с достоинствами есть и недостатки: фильтркартон можно промывать только противотоком занимает много места и трудоёмок воздух должен вытесняться работу фильтра нельзя автоматизировать и необходимо мыть вручную производственные расходы относительно высоки. Но несмотря на это фильтр-прессы самые эффективные. 7
Данные фильтры применяют для отделения мелких примесей. Для грубого фильтрования молодого пива применяют сепараторы различных марок: ВВС-2 ВВС-2М ВПО ВСП А1-ВСО. 2
Сепараторы ВВС-2М и А1-ВСО используют для осветления молодого пива содержащего большое количество дрожжевых клеток (до 100 млнмл). сепараторы герметизированы с целью предотвращения потерь диоксида углерода. Более мощные сепараторы по производительности ВСС-2М. Они имеют пульсирующую выгрузку производительность 600-700 далчас. Сепарация на производится под давлением 03 МПа на сепараторах ВВС и 05 МПа на сепараторах типа А1-ВСО. Производительность сепаратора ВСП - 300 далчас а марки ВПО – 600 далчас. В процессе работы сепараторов создаётся напор достаточный для подачи пива на фильтр и преодоления его сопротивления. 2
Осветление пива осуществляется на специальных осветляющих центрифугах называемых центробежными сепараторами. Сепараторы для осветления пива изготавливают производительностью от 100 до 600 далч с потребной мощностью 5 кВт.
Если пиво потеряло углекислый газ из-за избыточного давления или повышенной температуры может возникнуть необходимость восполнить в пиве перед его розливом содержание диоксида углерода. Этот процесс называется карбонизацией. Поскольку карбонизатор включен в линию после фильтра то санитарное состояние его должно быть на должном уровне для этого нужен повышенный контроль чтоб не произошло инфицирование поэтому пивовары заинтересованы в том чтобы по возможности обойтись без карбонизатора.
Насосы предназначенные для перекачивания пива должны отвечать следующим требованиям: работать при разном противодавлении и быть саморегулирующими не создавать турбулентности в струе пива и не вызывать вспенивания и дегазации его. Снижение давления резкие толчки в процессе перекачивания пива вызывают потери углекислоты и следовательно ухудшают качество напитка. Для перекачивания пива при постоянном давлении применяются поршневые роторные насосы с вращающимися поршнями пластинчатые винтовые и центробежные и насосы
В настоящее время в пивоварении все машины и установки изначально проектируются таким образом чтобы они были приспособлены к системе безразборной мойки: системе CIP. Тем самым современное оборудование пивоваренного производства полностью исключает мойку вручную – от варочного цеха до линии розлива. Независимо от подобного решения на каждом пивоваренном заводе присутствуют такие элементы как изгибы туб муфты клапаны и пр. которые не могут быть включены в циркуляционный контур. Чтобы иметь возможность в достаточной степени мыть и дезинфицировать и эти детали существуют специальные ванны с дезинфицирующим раствором куда можно помещать подобные элементы. На некоторых предприятиях встречаются также удлиненные ванны для дезинфекции и обеззараживания шлангов. Станция CIP включает в себя следующие емкости: один танк для свежей воды; танк для оборотной воды; танк для дезинфицирующего раствора или горячей воды; танк для раствора кислоты; танк для щелочного раствора; циркуляционный насос и другую арматуру. В качестве примера можно привести следующую последовательность операций: первичное ополаскивание водой; вытекание воды 1-3 мин; мойка щелочным раствором в режиме циркуляции при концентрации 1-2% и температуре 70ºС 30-50мин; вытекание раствора щелочи 1-3 мин; промежуточное ополаскивание водой 4-5 мин; вытекание воды 1-3 мин; мойка 1-2% раствором азотной кислоты 10-15 мин; вытекание раствора кислоты 1-3 мин; промежуточное ополаскивание водой 2-3 мин; вытекание воды 1-3 мин; промывка дезинфицирующим раствором 15-20 мин; вытекание раствора 1-3 мин; ополаскивание свежей водой 3-5 мин; вытекание воды 1-3 мин. Таким образом вся программа длится 1-2 час. 7
Осветленное пиво представляет собой жидкость пересыщенную диоксидом углерода. Для восстановления ранее достигнутого пересыщения пива диоксидом углерода необходимо выдержать пиво определенный срок под давлением благодаря чему достигается стабилизация диоксида углерода в нем и сохраняется ранее достигнутое качество пива. Поэтому осветленное пиво предназначенное для розлива сначала поступает в приемные сборники – фарфасы. Наличие приемных сборников создает определенные удобства в работе. При достаточном числе таких сборников осветление пива протекает независимо от возможностей розлива. Кроме того создаются благоприятные условия при работе разливочных линий в две смены и обеспечивается возможность одновременного розлива нескольких сортов пива а также переключения розлива с одного сорта на другой.7
Разведение ЧК дрожжей производится в установке Грейнера которая состоит из стерилизатора (поз. 4) малого бродильного цилиндра (поз. 3) сосуда для маточных дрожжей (поз. 2) аппарата предварительного брожения (поз. 5). Установка Грейнера устанавливается для заводов различной мощности в соответствии с чем на данном пивоваренном заводе устанавливаются одну установку.
Для разведения чистой культуры дрожжей аппараты стерилизуют острым паром. Горячее сусло перекачивается из варочного отделения на охлаждение. Охлаждение осуществляется в пластинчатом теплообменнике (поз. 1). После охлаждения стерилизатор (поз. 4) наполняют горячим суслом из пластинчатого теплообменника (поз. 1) сусла. Стерилизуют в течении 1 часа и охлаждают его до 8-12оС холодной водой затем передают в аппарат предварительного брожения (поз. 5) и малый бродильный цилиндр (поз. 3) в который вносят из сосуда для маточных дрожжей (поз. 2) разводку чистой культуры. После размножения содержимое цилиндра передают в аппарат для предварительного брожения (поз.5) откуда чистая культура дрожжей сжатым воздухом передавливается в ток сусла поступающего на брожение.
По классической схеме на брожение сусло поступает в бродильные танки (поз. 15) куда насосом (поз. 10) задаются дрожжи. Далее молодое пиво насосом (поз. 16) перекачивается в танки для дображивания (поз. 17). Готовое пиво насосом (поз. 19) через смесительный фонарь (поз. 18) подают на фильтрацию.
В ЦКБА (поз. 20) подается сусло охлажденное до 10оС в отделении охлаждения сусла. Сначала аппарат заполняют на 2-3% от его вместимости неаэрированным суслом затем насосом (поз. 10) вводят дрожжи из монжю (поз.9) после этого ЦКБА заполняют до рабочего объёма аэрированным суслом. Воздух для этого очищают на фильтре (поз. 23) который затем поступает в аэратор (поз. 22) где сусло насыщается кислородом до содержания растворимого кислорода в сусле 5-6 мгдм3. После заполнения ёмкости (поз. 20) температура среды в течение 2 суток самопроизвольно повышается до 14оС. В этих условиях сусло выдерживается 3 суток. Диоксид углерода выделяемый при брожении направляется для утилизации и повторного использования на технические нужды. После достижения конечной степени сбраживания (через 5-6 суток) проводится резкое охлаждение конической части аппарата до –2 оС в результате дрожжи осаждаются. Процесс осаждения продолжается 2 суток. В цилиндрической части аппарата в течении 3 суток поддерживается температура 12-14оС а в нижней части – 10-13оС. Затем включается подача рассола во все пояса рубашек на цилиндрической части ЦКБА и температура всего объема пива снижается до +2 оС. Длительность созревания пива после достижения конечной степени сбраживания составляет 5-7 суток. На 10-е сутки брожения рабочие дрожжи перекачиваются насосом (поз. 24) в монжю (поз. 9) для последующего использования а осадочные дрожжи через монжю (поз. 9) – в сборник (поз. 12). После снятия дрожжей осуществляют промывку и карбонизацию пива диоксидом углерода в течение суток затем пиво выдерживают еще одни сутки при 0-2°С. Готовое пиво насосом (поз. 21) перекачивается на фильтрацию.
После снятия дрожжей осуществляют промывку ЦКБА. Мойка аппарата производится моющей головкой установленной в верхней части аппарата.
Для мойки и дезинфекции ЦКТ и бродильных танков в резервуаре (поз. 32) готовят рабочий раствор куда насосом (поз. 31) задаётся концентрированный дезинфектор из бака (поз. 30). Приготовленный раствор через фильтр и ловушку (поз. 33) насосом (поз. 34) направляют к моющим головкам. После мойки рабочий раствор насосом (поз. 37) возвращается в сборник отработанной щелочи (поз. 36) далее раствор снова перекачивают в резервуар (поз. 32) откуда он поступает в фильтр-ловушку (поз. 33). Чистая и обеззараженная вода из резервуара (поз. 35) насосом (поз. 34) передаётся для мойки и ополаскивания танков.
Рабочие дрожжи после окончания брожения от ЦКБА (поз. 20) насосом (поз.24) и от танков (поз. 15) и (поз. 17) с помощью вакуума создаваемого вакуум-насосом (поз. 8) собирают в монжю вакуум-сборника (поз. 9) затем сжатым воздухом передавливают на вибросито (поз. 6) для очистки. Очищенные рабочие дрожжи поступают в монжю (поз. 9) на хранение для этого их заливаются охлажденной водой температурой 1°С. Вода для заливки дрожжей охлаждается в сборнике (поз. 7). Осадочные дрожжи через монжю (поз. 9) сжатым воздухом передавливают в сборник (поз. 12) затем подаются на фильтр-пресс (поз. 13) где происходит отделение пива от дрожжей. Фильтрованное пиво через сборник (поз. 14) и дрожжи отправляют на реализацию.
После окончания брожения сброженное пиво насосами (поз. 19) и (поз. 21) подаётся на сепаратор (поз. 25) для отделения от дрожжей и грубых примесей. Затем пиво поступает на фильтр-пресс (поз. 26) для отделения мелких примесей. Осветлённое пиво охлаждается до 1-4оС на пластинчатом охладителе (поз. 27). Недостаточно насыщенное пиво после охлаждения подвергается дополнительному насыщению СО2 в карбонизаторе (поз. 28). Готовое пиво собирается в сборниках (поз. 29) откуда подаётся на розлив.
В производстве выбранных сортов используется сырье по качеству отвечающее ГОСТам:
ГОСТ 5060-86 – Ячмень пивоваренный;
ГОСТ 21947-76 – Хмель;
ГОСТ 29294-92 – Солод светлый;
ГОСТ 29294-92 – Солод карамельный;
ГОСТ 29294-92 – Солод третикалевый;
ГОСТ 2874-82 – Вода питьевая;
ГОСТ 62-92-93 – Крупа рисовая;
По заданию производительность завода: 32 млн. дал пива в год а ассортимент продукции представлен в таблице 1.
Таблица 1 – Ассортимент пива
В таблице 2 представлено распределение разливаемого пива по сортам.
Таблица 2 – Планируемый розлив пива по сортам
Производственные рецептуры и качественные показатели сортов пива представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Производственные рецептуры и качественные показатели сортов пива
Наименование показателя
Концентрация нач. сусла%
Дейст-я степень сбраживания%
Главное брожениесут.
В таблице 4 и 5 представлены справочные данные необходимые для расчетов: потери на каждой технологической стадии приготовления пива и качественные показатели используемого сырья.
Таблица 4 – Производственные потери
Сусла в хмелевой дробине
При добр-ии и фильтрации
При розливе в бутылки
Продолжение таблицы 4
Таблица 5 – Качественные показатели сырья
Расчет продуктов проводим на 100 кг зернопродуктов расходуемых для каждого наименования пива с последующим пересчетом на 1 дал и годовой выпуск продукции.
1 Определение выхода экстракта в варочном отделении
Количество полированного солода QПС рассчитывается с учётом потерь солода при полировке ПП:
Потери солода при полировке:
где QС - масса солода кг;
Qn - количество солода после полировки кг;
ПП - потери при полировке солода % 1.
а) «Славянское»: готовится с применением 90% светлого солода и 10% риса т.е. на 100 кг расходуемого сырья приходится 90 кг светлого солода и 10 кг риса.
Количество полированного солода составляет:
Потери солода при полировке составляет:
Влажности солода составляет = 56% и риса = 15% 1 тогда количество сухих веществ QСВ в заторе находится по формуле 1:
Всего сухих веществ в сырье составит:
QСВ.ОБЩ = 8488 + 85 = 9338 кг.
Экстрактивность солода (Э) принимаем 76% а риса – 85% от массы сухих веществ 1. Тогда содержание экстрактивных веществ в сырье находим по формуле:
Всего экстрактивных веществ содержится:
QЭВ.ОБЩ = 6451 + 723 = 7174 кг.
При приготовлении пивного сусла часть экстрактивных веществ теряется с дробиной тогда потери экстракта составят 1:
где Q – количество зернового сырья (100 кг);
ПЭ – потери экстракта в варочном цехе применительно к сорту пива%.
Для данного пива ПЭ = 175% тогда
Следовательно в сусло перейдет экстрактивных веществ (ЭС):
ЭС = QЭВ.ОБЩ – QПЭ кг
ЭС = 7174 – 175 = 6999 кг.
Количество сухих веществ в дробине:
= 9338 – 6999 = 2339 кг.
б) «Форштадт – 2»: готовится с применением 93% светлого солода и 7% риса т.е. на 100 кг расходуемого сырья приходится 93 кг светлого солода и 7 кг риса.
Влажности солода составляет = 56% и риса = 15% 1 тогда количество сухих веществ QСВ в заторе составляет 1:
QСВ.ОБЩ = 8771 + 595 = 9366 кг.
Экстрактивность солода (Э) принимаем 76% а риса – 85% от массы сухих веществ 1. Тогда содержание экстрактивных веществ в сырье составит:
QЭВ.ОБЩ = 6666 + 506 = 7172 кг.
где 175 – потери экстракта в варочном цехе для данного пива.
ЭС = 7172 – 175 = 6997 кг.
= 9366 – 6997 = 2369 кг.
в) «Салтановское»: готовится с применением 90% светлого солода и 10% ячменя т.е. на 100 кг расходуемого сырья приходится 90 кг светлого солода и 10 кг ячменя.
Влажности солода составляет = 56% и ячменя = 15% 1 тогда количество сухих веществ QСВ в заторе составляет 1:
Экстрактивность солода (Э) принимаем 76% а ячменя – 72% от массы сухих веществ 1. Тогда содержание экстрактивных веществ в сырье составит:
QЭВ.ОБЩ = 6451 + 612 = 7063 кг.
ЭС = 7063 – 175 = 6888 кг.
= 9338 – 6888 = 245 кг.
г) «Князь Рогвалод»: готовится с применением 90% светлого солода и 10% карамельного солода т.е. на 100 кг расходуемого сырья приходится 90 кг светлого солода и 10 кг карамельного солода.
Влажности солода составляет = 56% и карамельного солода = 6% 1 тогда количество сухих веществ QСВ в заторе составляет 1:
В солоде карамельном –.
QСВ.ОБЩ = 8488 + 94 = 9428 кг.
Экстрактивность солода (Э) принимаем 76% а карамельного солода – 72% от массы сухих веществ 1. Тогда содержание экстрактивных веществ в сырье составит:
В солоде карамельном –
QЭВ.ОБЩ = 6451 + 677 = 7128 кг.
где 22 – потери экстракта в варочном цехе для данного пива.
ЭС = 7128 – 22 = 6908 кг.
= 9428 – 6908 = 252 кг.
д) «Триумф»: готовится с применением 100% светлого солода т.е. на 100 кг расходуемого сырья приходится 100 кг солода.
Влажности солода составляет = 56% 1 тогда количество сухих веществ QСВ в заторе составляет 1:
Экстрактивность солода (Э) принимаем 76% от массы сухих веществ 1. Тогда содержание экстрактивных веществ в сырье составит:
ЭС = 7168 – 22 = 6948 кг.
= 9431 – 6908 = 2483 кг.
2 Определение количества промежуточных продуктов и готового пива
Согласно проведенному расчету в сусло переходит следующее количество экстрактивных веществ приведенные в таблице 6 1.
Таблица 6 – Показатели пива по сортам
Продолжение таблицы 6
где Эс– количество экстрактивных веществ перешедших в сусло кг;
е – массовая доля сухих веществ в начальном сусле кг;
– плотность сусла при 20С кгл.
а)сусла (М) рассчитывается по формуле 1:
Славянское – Мс = 6999 · 100 11 = 63627 кг
Форштадт – 2 – Мс = 6997 · 100 11 = 63609 кг
Салтановское – Мс = 6999 · 100 10 = 6999 кг
Князь Рогвалод – Мс = 6908 · 100 12 = 57567 кг
Триумф – Мс = 6948 · 100 15 = 4632 кг.
б) Объём сусла при 200С составляет 1:
Славянское – Vс = 63627 10442 = 60934 дм3
Форштадт – 2 – Vс = 63609 10442 = 60916 дм3
Салтановское – Vс = 6999 104005 = 67295 дм3
Князь Рогвалод – Vс = 57567 10482 = 5492 дм3
Триумф – Vс = 4632 10591 = 43735 дм3.
в) С учётом коэффициента расширения пересчитываем объём горячего сусла Крас = 104 1 тогда
Vг.с = Vс · Крас дм3
Славянское – Vг.с = 60934 · 104 = 63371 дм3
Форштадт – 2 – Vг.с = 60916 · 104 = 63353 дм3
Салтановское – Vг.с = 67295 · 104 = 69987 дм3
Князь Рогвалод – Vг.с = 5492 · 104 = 57116 дм3
Триумф – Vг.с = 43735 · 104 = 45485 дм3.
Учитываются потери сусла (Пхд) – по рецептуре в хмелевой дробине отстое при сепарировании.
Vх.с = Vг.с · (100 – Пхд) 100 дм3
Славянское – Vх.с = 63371 · (100 – 58) 100 = 59696 дм3
Форштадт – 2 – Vх.с = 63353 · (100 - 58) 100 = 59679 дм3
Салтановское – Vх.с = 69987 · (100 – 58) 100 = 65927 дм3
Князь Рогвалод – Vх.с = 57116 · (100 – 63) 100 = 53518 дм3
Триумф – Vх.с = 45485 · (100 – 66) 100 = 42483 дм3.
2.3 Сбраживание по периодической схеме
Количество нефильтрованного и фильтрованного пива зависит от способа сбраживания пивного сусла.
Периодическим способом сбраживают следующие сорта пива:
Определяем объем молодого пива 1:
Vм.п = Vх.с · (100 – Пб) 100 дм3
где Пб – потери при брожении согласно рецептуре;
Форштадт – 2 – Vм.п = 59679 · (100 – 25) 100 = 58187 дм3
Салтановское – Vм.п = 65927 · (100 – 25) 100 = 64279 дм3
Князь Рогвалод – Vм.п = 53518 · (100 – 27) 100 = 52073 дм3
Триумф – Vм.п = 42483 · (100 – 23) 100 = 41506 дм3.
Потери в цехе дображивания и фильтрования Пдф% составляет
Князь Рогвалод – 2%;
Определяем объем фильтрованного пива:
Vф.п = Vм.п · (100 – Пдф) 100 дм3
Форштадт – 2 – Vф.п = 58187 · (100 – 23) 100 = 56848 дм3
Салтановское – Vф.п = 64279 · (100 – 23) 100 = 62801 дм3
Князь Рогвалод – Vф.п = 52073 · (100 – 2) 100 = 51032 дм3
Триумф – Vф.п = 41506 · (100 – 26) 100 = 40426 дм3.
При расчёте объёма нефильтрованного пива предварительно необходимо рассчитать потери при дображивании (Пд) которые представляют собой разность между суммарными потерями в отделении дображивания и фильтрования (Пдф) и потерями при фильтровании пива (Пф):
где потери при фильтровании (Пф) для данных сортов пива равно 155 тогда Пд составит:
Форштадт – 2 – Пд = 23 – 155 = 075%;
Салтановское – Пд = 23 – 155 = 075%;
Князь Рогвалод – Пд = 2 – 155 = 045%;
Триумф – Пд = 26 – 155 = 105%.
Определяем объём нефильтрованного пива:
Vнф.п = Vм.п · (100 – Пд) 100 дм3
Форштадт – 2 – Vнф.п = 58187 · (100 – 075) 100 = 5775 дм3
Салтановское – Vнф.п = 64279 · (100 – 075) 100 = 63797 дм3
Князь Рогвалод – Vнф.п = 52073 · (100 – 045) 100 = 51839 дм3
Триумф – Vнф.п = 41506 · (100 – 105) 100 = 4107 дм3.
2.4 Сбраживание в ЦКТ
В ЦКТ сбраживают следующие сорта пива:
Определяем объем молодого пива 1:
Славянское – Vм.п = 59696 · ( 100 – 25) 100 = 58195 дм3.
Определим потери в ЦКТ (Пб%):
где Пбд – потери в отделении брожения и дображивания пива в ЦКТ %;
Пф – потери при фильтровании %.
Славянское – Пб = 465 – 155 = 31%.
Определяем объем нефильтрованного пива по формуле:
Vнф.п = Vх.с · (100 – Пб) 100 дм3
Славянское – Vнф.п = 59696 · (100 – 31) 100 = 57845 дм3.
Определяем объем фильтрованного пива по формуле:
Vф.п = Vх.с · (100 – Пбд) 100 дм3
Славянское – Vф.п = 59696 · (100 – 465) 100 = 5692 дм3.
Товарное пиво рассчитывается с учётом потерь при розливе (Пр) 1. Потери товарного пива при розливе в бутылки для: славянского форштадта – 2 салтановского и триумфа – 25%; Князя Рогвалода – 299%. При розливе в кеги и ПЭТ для всех сортов пива составляет 05%. Если предполагается что: в бутылки разливается по 50% всех сортов пива; в кеги по 20% славянского и салтановского по 10% Князя Рогвалода и триумфа; в ПЭТ по 30% славянского и салтановского по 40% Князя Рогвалода и Триумфа и 50% форштадта – 2 то суммарные потери составят для:
Славянское – Пр = (25 · 50 + 05 · 20 + 05 · 30) 100 = 15 %
Форштадт – 2 – Пр = (25 · 50 + 05 · 50) 100 = 15%
Салтановское – Пр = (25 · 50 + 05 · 20 + 05 · 30) 100 = 15%
Князь Рогвалод – Пр=(299 · 50 + 05 · 10 + 05 · 40) 100= 1745%
Триумф – Пр = (25 · 50 + 05 · 10 + 05 · 40) 100 = 15%.
Товарное пиво рассчитывается по формуле 1:
Vт.п = Vф.п · (100 – Пр) 100 дм3
Славянское – Vт.п = 5692 · (100 – 15) 100 = 56066 дм3
Форштадт – 2– Vт.п = 56848 · (100 – 15) 100 = 55996 дм3
Салтановское – Vт.п = 62801 · (100 – 15) 100 = 61859 дм3
Князь Рогвалод – Vт.п = 51032 · (100 – 1745) 100 = 50141 дм3
Триумф – Vт.п = 40426 * (100 – 15) 100 = 3982 дм3.
3 Расчёт суммарных видимых потерь по жидкой фазе
Общие видимые потери по жидкой фаза определяются по разности объемов горячего сусла и товарного пива 1:
Пж.ф = Vг.с – Vт.п дм3
Славянское – Пж.ф = 63371 – 56066 = 7305 дм3
Форштадт – 2 – Пж.ф = 63353 – 55996 = 7357 дм3
Салтановское – Пж.ф = 69987 – 61859 = 8128 дм3
Князь Рогвалод – Пж.ф = 57116 – 50141 = 6975 дм3
Триумф – Пж.ф = 45485 – 3982 = 5665 дм3.
Или в % по отношению к объему горячего сусла 1:
П%ж.ф = Пж.ф Vг.с · 100 %
Славянское – П%ж.ф = 7305 63371 · 100 = 1153%
Форштадт – 2– П%ж.ф = 7357 63353 · 100 = 1161%
Салтановское – П%ж.ф = 8128 69987 · 100 = 1161%
Князь Рогвалод – П%ж.ф = 6975 57116 · 100 = 1221%
Триумф – П%ж.ф = 5665 45485 · 100 = 1245%.
4 Определение расхода вспомогательных материалов: хмеля молочной кислоты
где ГС.Х – норма расхода хмеля на 1 дал горячего сусла для данного сорта пива по рецептуре г;
α – массовая доля α-кислот%;
– потери по жидкой фазе для определенного сорта пива%;
W – влажность хмеля %.
Таблица 7 – Расход хмеля на каждый сорт пива
Норма горьких веществ гдал
Славянское – Нх = 085 · 106 (55 + 1) · (100 – 115) *· (100 –
Форштадт – 2 – Нх = 068 · 106 (55 + 1) · (100 – 115) · (100 –
Салтановское – Нх = 08 · 106 (55 + 1) · (100 – 115) · (100 –
Князь Рогвалод – Нх = 1 · 106 (55 + 1) · (100 – 115) · (100 –
Триумф – Нх = 12 · 106 (55 + 1) · (100 – 115) · (100 – 1245)=
4.2 Расход хмеля для приготовления данных сортов пива Рх составляет:
Славянское – Рх = 167 · 56066 10 · 1000 = 094 кг
Форштадт – 2 – Рх =1337 · 55996 10 · 1000 = 075 кг
Салтановское – Рх = 1573 · 61859 10 · 1000 = 097 кг
Князь Рогвалод – 198 · 50141 10 · 1000 = 099 кг
Триумф – Рх = 2383 · 3982 10 · 1000 = 095 кг.
4.3 Молочная кислота
Молочная кислота 100%-й концентрации используется для подкисления затора в количестве 008 кг сырья или 02% 40%-й молочной кислоты к массе зернового сырья.
5 Определение количества отходов
Количество образуемой пивной дробины влажностью 86% определяется умножением количества сухих веществ остающихся в дробине на коэффициент К = 100 (100 – W) 1.
К = 100 (100 – 86) = 714.
Количество пивной дробины при варке сусла пива рассчитывается по формуле 1:
Qпивдр = Qдрсв · К кг
Славянское – Qпивдр = 2339 · 714 = 1670 кг
Форшштадт – 2 – Qпивдр = 2369 · 714 =16915 кг
Салтановское – Qпивдр = 245 · 714 =17493 кг
Князь Рогвалод – Qпивдр = 252 · 714 = 17992 кг
Триумф – Qпивдр = 2483 · 714 = 17729 кг.
5.2 Хмелевая дробина
Безводной хмелевой дробины получатся 60% от массы израсходованного хмеля а дробины с влажностью Wдр’ = 85% образуется в 667 раза больше 1 (К = 100 (100 – Wдр’) = 100 (100 – 85) = 667). При приготовлении 1 дал пива влажной дробины получается 1:
Qх.д = Рх · 06 · К кг
Славянское – Qх.д = 094 · 06 · 667 = 375 кг
Форшштадт – 2 – Qх.д = 075 · 06 · 667 = 299 кг
Салтановское – Qх.д = 097 · 06 · 667 = 389 кг
Князь Рогвалод – Qх.д = 099 · 06 · 667 = 397 кг
Триумф – Qх.д = 095 · 06 · 667 = 379 кг.
5.3 Шлам сепараторный
Из 100 кг расходуемых зернопродуктов независимо от наименования пива получается 175 кг шлама с влажностью 80%.
5.4 Избыточные дрожжи
При брожении сусла по периодической схеме получается 08 дм3 избыточных дрожжей влажностью 88% на 10 дал сбраживаемого сусла а при брожении и дображивании в ЦКТ 2 дм3. Половина избыточных дрожжей используется в качестве засевных а другая половина является отходом. Исходя из этого количество избыточных дрожжей на 100 кг сырья рассчитывают по следующей формуле:
Vи.д = Vх.с · N 10 дм3
где Vх.с – объем холодного сусла дал;
N – количество избыточных дрожжей получаемых при сбраживании
Форштадт – 2 – Vи.д = 59679 · 08 10 · 10 = 477 дм3
Салтановское – Vид = 65927 · 08 10 · 10 = 527 дм3
Князь Рогвалод – Vид = 53518 · 08 10 · 10 = 428 дм3
Триумф – Vид = 42483 · 08 10 · 10 = 339 дм3.
При сбраживании в ЦКТ:
Vи.д = Vх.с · 2 10 · 10 дм3
Славянское – Vи.д = 59696 · 2 10 · 10 = 1194 дм3.
5.5 Диоксид углерода
Из уравнения брожения известно что 342 г сброженной мальтозы образуют 176 г СО2 1. Если принять что сброженный экстракт представляет собой мальтозу то можно рассчитать количество образовавшегося СО2 и тогда в бродильное отделение поступит следующая масса холодного сусла 1:
Qбрх.с = Vх.с · d кг
где d – плотность сусла.
Славянское – Qбрх.с = 59696 · 10442 = 62334 кг
Форштадт – 2– Qбрх.с = 59679 · 10484 = 62317 кг
Салтановское – Qбрх.с = 65927 · 105685 = 68568 кг
Князь Рогвалод – Qбрх.с = 53518 · 10484 = 56098 кг
Триумф – Qбрх.с = 42483 · 10526 = 44993 кг.
В этом количестве холодного сусла будет содержаться следующее количество экстрактивных веществ 1:
QЭВх.с = Qбрх.с · е 100 кг
где е – концентрация начального сусла данного сорта пива %.
Славянское – QЭВх.с = 62334 · 11 100 = 6857 кг
Форштадт – 2– QЭВх.с = 62317 · 11 100 = 6855 кг
Салтановское – QЭВх.с = 68568 · 10 100 = 6857 кг
Князь Рогвалод – QЭВх.с = 56098 · 12 100 = 6732 кг
Триумф – QЭВх.с = 44993 · 15 100 = 6749 кг.
При действительной степени сбраживания количество СО2 составляет 1:
МСО2 = QЭВх.с · (с 100) · (176 342) кг
где с – действительная степень сбраживания %;
6 и 342 – коэффициенты выведенные из уравнения брожения.
Действительная степень сбраживания по рецептуре для данных сортов пива составляет 50% тогда количество СО2 соответственно будет равным:
Славянское – МСО2 = 6857 · (50 100) · (176 342) = 1764 кг
Форштадт – 2– МСО2 = 6855 · (50 100) · (176 342) = 1764 кг
Салтановское – МСО2 = 6857 · (50 100) · (176 342) = 1764 кг
Князь Рогвалод – МСО2 = 6732 · (50 100) · (176 342) = 1732 кг
Триумф – МСО2 = 6749 · (50 100) · (176 342) =1737 кг.
Часть образовавшегося СО2 – 035% – будет связываться с пивом тогда масса связанного СО2 будет составлять 1:
МсвСО2 = Qбрх.с · 035 100 кг
Славянское – МсвСО2 = 62334 · 035 100 = 218 кг
Форштадт – 2 – МсвСО2 = 62317 · 035 100 = 218 кг
Салтановское – МсвСО2 = 68568 · 035 100 = 239 кг
Князь Рогвалод – МсвСО2 = 56098 · 035 100 = 196 кг
Триумф – МсвСО2 = 44993 · 035 100 = 157 кг.
Тогда количество диоксида углерода выделяемого в атмосферу составляет:
МатмСО2 =МСО2 – МсвСО2 кг
Славянское – МатмСО2 = 1764 – 218 = 1546 кг
Форштадт – 2 – МатмСО2 = 1764 – 218 = 1546 кг
Салтановское – МатмСО2 = 1764 – 239 = 1524 кг
Князь Рогвалод – МатмСО2 = 1732 – 196 =1536 кг
Триумф – МатмСО2 = 1737 – 157 = 1579 кг.
Масса одного м3 диоксида углерода при 200С и Р=01МПа составляет плотность ρ=1832 кгсм3 1 тогда объём СО2 будет равен 1:
VатмСО2 = МатмСО2 ρ м3
Славянское – VатмСО2 = 1546 1832 = 844 м3
Форштадт – 2 – VатмСО2 = 1546 1832 = 844 м3
Салтановское – VатмСО2 = 1524 1832 = 832 м3
Князь Рогвалод – VатмСО2 =1536 1832 = 838 м3
Триумф – VатмСО2 = 1579 1832 = 862 м3.
Количество утилизируемого СО2 выделяемого при главном брожении на 1 дал товарного пива составляет 1:
QутСО2 = МатмСО2 · 1000 · 10 Vт.п гдал
Славянское – QутСО2 = 1546 · 10000 56066 = 27577 гдал
Форштадт – 2 – QутСО2 = 1546 · 10000 55996 = 27604 гдал
Салтановское – QутСО2 = 1524 · 10000 61859 = 24642 гдал
Князь Рогвалод – QутСО2 = 1536 · 10000 50141 = 30629 гдал
Триумф – QутСО2 = 1579 · 10000 3982 = 39656 гдал.
Исправимый брак пива из цеха розлива составляет 2% по всем сортам пива. Его объем за год составляет:
Vи.б = 002 · Vт.п дал
Славянское – Vи.б = 002 · 56066 = 1121 дал
Форштадт – 2– Vи.б = 002 · 55996 = 112 дал
Салтановское – Vи.б = 002 · 61859 = 1237 дал
Князь Рогвалод – Vи.б = 002 · 50141 = 1003 дал
Триумф – Vи.б = 002 · 3982 = 796 дал.
Таблица 8 – Сводная таблица продуктов
на 100 кг зерн. сырья
Другие виды сырья кг
Промежуточные продукты дм3
Избыточные дрожжидм3
Продолжение таблицы 8
Избыточные дрожжи дм3
Расчет и подбор оборудования
Расчет основного технологического оборудования производится с учетом режима работы завода. Производительность варочного цеха в пересчете на пиво «Форштадт – 2» (наиболее выпускаемому) определяется по формуле 1:
где Q - количество готового пива нормальной выдержки в неремонтный период дал;
С – число рабочих суток варочного цеха в месяц;
T – число циклов варочного агрегата;
A – масса одновременно перерабатываемого сырья кг;
P – расход сырья на 1 дал пива «Форштадт – 2» (берется из сводной таблицы продуктов) кг.
где – количество месяцев работы в году.
В связи с тем что работа пивоваренного завода подвержена в определенной степени сезонности варочные агрегаты подбираются по суточному расходу зернопродуктов в наиболее напряженный квартал когда выпуск продукции достигает 30% от годового. В этих условиях расход зернопродуктов за сутки составит:
где Мс – расход зернопродуктов перерабатываемых за сутки тсут
Мз.г – масса всех зернопродуктов перерабатываемых в год т
5 – число суток работы варочного цеха в месяц
– число месяцев в квартале.
Мс = 5856640 285 = 2055 тсут.
Разделив суточный расход зернопродуктов на оборачиваемость варочного агрегата находим приблизительную засыпь (З) зернопродуктов:
Следовательно выбираем варочный агрегат Е-23 на 55 т единовременной засыпи зернопродуктов.
Охладительная установка
Для охлаждения пивного сусла используется пластинчатый теплообменник. Теплообменник должны обеспечить пропуск сусла за 2 часа. Тогда его производительность будет следующая:
где VГ.С – объем горячего сусла получаемого из 100 кг зернопродуктов ( в расчете используется объем горячего сусла того сорта пива который занимает наибольшее количество в ассортименте);
QС – количество единовременно затираемых зернопродуктов на одну варку т.
Принимаем автоматизированную пластинчатую установку типа ООУ-25 3.
Техническая характеристика теплообменника ООУ-25 (поз. 1)
Производительностью м3ч
Расход артезианской водым3ч
Габаритные размеры мм
Расчёт цеха брожения по периодическому способу
Для удобства в работе и учета продукции бродильного цеха вместимость аппаратов принимаем кратной объему охлажденного сусла получаемому из 1 варки пива «Салтановское» которое в ассортименте продукции составляет наибольшее количество. Из продуктового расчета количество холодного сусла «Салтановское» полученного из 100 кг зернопродуктов составляет 65927 дал. Тогда объем холодного сусла «Салтановское» из 1 варки 1:
Полная вместимость аппарата для приема сусла 1 варки при коэффициенте заполнения 09 1 составит:
Принимаем к установке бродильные аппараты Б-604 вместимостью 403 м3 (1 табл. 52).
Потребное количество аппаратов рассчитывается для каждого сорта пива 1 по следующей формуле:
где Q – годовое количество охлажденного сусла;
V – полезный объем одного бродильного аппарата;
z – оборачиваемость бродильного аппарата в год.
где 298 – количество суток работы бродильного цеха в месяц;
33 – количество месяцев работы бродильного цеха в год;
– время необходимое для заполнения опорожнения и мойки аппарата после каждого оборота ч.
Определим оборачиваемость бродильного аппарата в год для пива «Форштадт – 2» и «Триумф»:
Определим оборачиваемость бродильного аппарата в год для пива «Салтановское» и «Князь Рогвалод»:
Следовательно потребное количество бродильных аппаратов для данных сортов пива составит:
Всего бродильных аппаратов потребуется включая один запасной:
Техническая характеристика бродильного аппарата Б-604 (поз. 15)
Диаметр аппарата Dмм
Расстояние между опорами мм
Ежесуточно подлежит перекачке молодое пиво 54 варок из бродильных аппаратов с полезной вместимостью 362599 м3 каждый. Перекачка молодого пива из одного аппарата должна продолжаться не более 2 часов 1 поэтому подача (производительность) насоса должна быть равной:
Для перекачки молодого пива выбираем 4 центробежных насоса марки НВ-1 вихревого типа производительностью 5 м3ч.
Техническая характеристика насоса НВ-1 (поз. 16)
частота вращения обмин
Габаритные размеры мм
Аппарат для дображивания пива
Принимаем что аппарат вмещает пиво одновременно из двух бродильных аппаратов. Предварительно находим соотношение между объемом молодого пива и охлажденного сусла. Для упрощения расчета примем по Салтановскому пиву:
где 1039 и 1066 – объемы молодого пива и холодного сусла полученные на 1 дал готового пива.
В таком же соотношении должна и находиться и полезная вместимость бродильных аппаратов и для дображивания т.е.:
2599 · 0975 · 2 = 7071 м3.
Полная вместимость аппарата для дображивания пива при коэффициенте заполнения 098:
Принимаем танк дображивания вместимостью 800 м3. При диаметре аппарата 3200 мм 1 длина его цилиндрической части равна:
Техническая характеристика аппарата для дображивания пива (поз. 17)
Внутренний диаметр аппарата D мм
Расстояние между опорами мм
Количество аппаратов для дображивания определяется для каждого наименования пива по формуле 1:
где Q – годовое количество молодого пива дм3;
V – полезная вместимость аппарата для дображивания дм3;
z – количество оборотов аппаратов для дображивания в год равное для:
Тогда количество аппаратов для данных сортов составит:
Всего аппаратов с учетом одного запасного потребуется:
Nобщ = 92 + 529 + 864 + 217 + 1 = 27 аппаратов.
Для смешивания пива перед осветлением для нескольких аппаратов дображивания устанавливают смесительные фонари модели СФ-3 из расчёта один на каждый коридор 1 (поз. 18).
Колличество шпунт-аппаратов определяется по колличеству лагерных танков и составит соответственно 27 штук. Принимаем шпунт-аппараты марки ГГ-2.
Техническая характеристика шпунт-аппарата ГГ-2
Пределы регулирования давления в аппарате МПа
Точность измерений МПа
На фильрацию пиво после смешивания перекачивается с помощью насоса. Фильтрация пива осуществляется в течение 21 суток в месяц в 2 смены по 7 часов 1. Тогда количество пива подаваемого в чан составит:
где 10162 – коэффициент пересчета товарного пива в фильтрованное (т.е. VФ.ПVТ.П=2438880024000000=10162).
Для найденной подачи принимаем к установке 2 насоса вихревого действия производительностью 60 м3ч.
Техническая характеристика насоса ЦНС 60-66 (поз. 19)
Частота оборотов обмин
Мощность электродвигателя кВт
Продолжительность брожения 12 сут и 2 дня на обслуживание. Пусть вместимость ЦКТ 95 м3 1. Оборачиваемость в течение одного месяца составляет:
Z = 338 (1133 · 14) = 2131 раз
где 338 - количество рабочих дней в году;
33 - количество рабочих месяцев в году;
- продолжительность брожения.
Количество охлаждаемого сусла поступившего на брожение за месяц составляет:
2000 1133 = 7519859 дал.
С учётом коэффициента заполнения равного 085 1 полезная вместимость ЦКТ составляет:
Необходимое количество ЦКБА с учётом оборачиваемости полезной вместимости:
19859 (2131 · 8075) = 5 аппарата.
Принимаем 7 ЦКБА где 2 аппарата запасных.
Техническая характеристика ЦКТ (поз. 20)
Площадь поверхности охлаждениям2
На фильтрацию пиво из ЦКТ перекачивается с помощью насоса. Фильтрация пива осуществляется в течение 21 сут или 238 сут в год в 2 смены по 7 часов 1. Тогда количество пива подаваемого в сепаратор составит:
00000 · 1015 238 · 2 · 7 = 243697 дал
где Vф.п Vт.п = 8120000 8000000 = 1015 – коэффициент пересчета товарного пива в фильтрованное.
Для найденной подачи принимаем к установке 1 насос вихревого действия производительностью 60 м3ч.
Техническая характеристика насоса ЦНС 60-66 (поз. 21)
Оборудование дрожжевого отделения
Основное оборудование
Для разведения ЧКД принимаем аппарат Грейнера состоящий из стерилизатора сусла (поз. 4) двух бродильных цилиндров (может быть от 1 до 4 в зависимости от количества размножаемых рас дрожжей) (поз. 3) резервуара предварительного брожения (поз. 5) и сосуда маточных дрожжей (поз 2) 1.
Зная количество холодного сусла (годовое) поступающее на брожение по всему заводу и учитывая что на 1 дм3 сусла задается 0005 дм3 1 находим вместимость стерилизатора:
121600 · 0005 338 = 5048 дм3.
Примем для завода мощностью 32 млн. дал пива в год установку 2 которая состоит из двух стерилизаторов сусла по 520 дм3 двух бродильных цилиндров вместимостью по 250 дм3 двух сосудов маточных дрожжей по 10 дм3 и двух резервуаров предварительного размножения вместимостью по 3000 дм3 каждый.
Техническая характеристика аппарата чистой культуры (поз.2345)
Производительность за рабочий цикл дм3
Длительность одного цикла сутки
Номинальная вместимость аппаратов дм3
колба для выращивания ЧКД
цилиндр для размножения ЧКД
аппарат предварительного брожения
Рабочее давление МПа
в аппаратах (кроме колбы)
Габаритные размеры мм.
цилиндр для размножения ЧКД
аппарат предварительного брожения
Дополнительное оборудование дрожжевого отделения
Вакуум-сборник для засевных дрожжей
Определяем их вместимость из годового съема дрожжей равного съему избыточных дрожжей согласно продуктового расчета 368000 дм3. Это годовое количество избыточных дрожжей получаемых из отдельных сортов пива. При работе бродильного отделения 1133 месяца в году и 298 суток в месяц суточный объем засевных дрожжей составит:
8000 1133 · 298 = 10899 дм3.
В отделении засевных дрожжей принимаем на хранение 2-х суточный съем дрожжей т.е. 10899 · 2 = 21798 дм3.
При промывке и хранении дрожжи разбавляют двойным объемом воды. При этом потребная вместимость дрожжевых вакуум-сборников составит:
798 · 3 = 65394 дм3.
Целесообразно семенные дрожжи снимаемые с одной варки хранить в одном сборнике:
7 · 5500 100 = 26235 дм3.
При разбавлении дрожжей двойным объемом воды потребуется вместимость вакуум-сборника:
Принимаем к установке вакуум-сборник для засевных дрожжей конструкции Гипропищепром-2 вместимостью 500 дм3; их потребуется:
Вакуум-сборник для избыточных дрожжей (поз. 11)
Избыточных дрожжей получается столько же сколько засевных. Количество монжю для избыточных дрожжей рассчитывается на 2-х суточный съем т.е. 10899 · 2 = 21798 дм3. При разбавлении двойным количеством воды объем их составит: 21798 · 3 = 65394 дм3 а сборников потребуется: 65394 500 = 14 штук.
Бак охлажденной воды
Бак (поз. 7) вмещает объем воды необходимый для одноразовой промывки всех засевных и избыточных дрожжей. Промывке подлежат дрожжи в количестве 21798 + 21798 = 43596 дм3. Потребуется воды для одноразовой промывки: 43596·2= 87192 дм3. К установке принимаем бак вместимостью 10 м³. Высоту подбираем исходя из необходимого напора воды для заполнения дрожжевых монжю и высоты помещения.
Вакуум-насос для съема дрожжей
Для создания разряжения в дрожжевых сборниках принимаем к установке вакуум-насос КВН – 4 (поз. 8) с подачей 20 м³ч.
Необходимую вместимость монжю при введении дрожжей для пива определим исходя из того что на 10 дал бродящего сусла приходится 05 дм3 вместимости монжю. При разведении дрожжей 1 : 1 и 2-х суточном хранении и с учетом коэффициента запаса 115:
Vмонжю = 34121600 · 05 · 115 · 2 · 2 338 · 100 = 232188 дм3
где 8520000 – количество холодного сусла идущего на брожение дал
– норма введения дрожжей на 10 дал бродящего сусла дм3
– 2-суточное хранение
- разведение дрожжей водой в 2 раза
5 – коэффициент запаса вместимости на полноту налива.
Принимаем к установке 4 монжю вакуум–сборник (поз. 9) вместимостью 630 дм3.
Сборники осадочных дрожжей (поз. 12)
Выход осадочных дрожжей при брожении составляет 4-кратное количество к введенным дрожжам: 34121600 · 05 · 4 338 · 100 = 201903 дм3. Потребная вместимость при 2-суточном хранении и разведении 1 : 1 составит 201903 · 2 · 2 = 807612 дм3. Принимаем к установке 3 сборника вместимостью 3 м³ каждый.
Фильтрационное отделение
Сепараторы для осветления пива
Для отделения дрожжей молодого пива используют герметизированные сусловые сепараторы. Количество молодого пива поступающего на осветление составляет:
Принимаем к установке 2 сепаратора марки ВСМ производительностью 5000 дм3ч 1. Продолжительность работы сепараторов составляет:
Техническая характеристика сепаратора ВСМ (поз. 25)
Производительность дм3ч
Рабочая частота вращения обмин
Максимальный диаметр барабана мм
Диаметр образующей тарелки мм
Величина межтарелочного зазора мм
Температура сепарирования о С
частота вращения обмин
Фильтрация пива осуществляется в течение 21 сут в месяц или 238 сут в год в две смены по 7 ч. Тогда количество пива составит:
00000 · 102 (238 · 2 · 7) = 9604 дал
где 102 – коэффициент пересчета товарного пива в фильтрованное.
Для осуществления фильтрации 9604 далч пива примем 2 фильтр-пресса марки Ш4–ВФС-50 производительностью 600 далч. Фильтр предназначен для обеспложивающей фильтрации пива через фильтровальный картон под большим давлением.
Техническая характеристика фильтра Ш4-ВФС-50 (поз. 26)
Производительность фильтра далч
Площадь поверхности фильтрациим2
Максимальное рабочее давление кПа
Установленная мощность кВт
Рабочее давление воздуха МПа
Пластинчатый охладитель
Для осуществления охлаждения 9604 далч пива принимаем 2 пластинчатых охладителя ВО1-У-5 производительностью по пиву 5 м3час каждый 1.
Техническая характеристика охладителя ВО1-У-5 (поз.27)
Производительность лчас
Расход рассола м3час
Недостаточно насыщенное диоксидом углерода пиво при дображивании подвергается дополнительному насыщению диоксидом углерода в карбонизаторах. Для возможности одновременного насыщения пива диоксидом углерода устанавливаем 2 колончатых карбонизатора марки ВКП-12 производительностью 600 далч.
Техническая характеристика карбонизатора марки ВКП-6 (поз. 28)
Производительность далчас
Содержание СО2 в пиве при выходе из карбонизатора масс %
Температура пива поступающего в карбонизатороС
Давление пива поступающего в карбонизатор МПа
Сборники фильтрованного пива
Сборники должны иметь вместимость равную объему суточного бутылочного кегового и ПЭТ пива подаваемого на розлив в наиболее напряженный период работы завода. Это количество составляет в сутки при равномерном выпуске по месяцам 1:
Сборники представляют собой вертикальные резервуары оборудованные мерными стеклами. При диаметре 24 м высоте 306 м и коэффициенте заполнения 09 вместимость сборника равна 1:
Количество сборников (поз. 29) с учетом 6 резервных на летний период 1 составляет:
Для мойки и дезинфекции танков и ЦКТ в каждом из них установлена моющая головка типа Ш4-ВГМ-1.
Техническая характеристика моющих головок
Давление рабочей жидкости в головке МПа 04
Расход рабочей жидкости м³мин не менее 100
Частота вращения обмин
Сопел вокруг оси горизонтальной 20-30
Диаметр ротора мм 350
Установка для механизированной мойки и дезинфекции
Принимаем установку РЗ-ВМТ для механизированной мойки со следующими техническими характеристиками:
Площадь занимаемая установкой м2
Продолжительность мойки и дезинфекции одного аппарата вместимостью 25 м2 не более ч
Подача жидкости на одну моющую головку м³мин
Рабочее давление жидкости МПа
Число моющих головок в танке
Расход воды на мойку одного танка (объемом 25 м3) м3
1 Расчет расхода воды
Холодная вода идет на охлаждение горячего сусла промывку дрожжей мойку технологического оборудованию и полов в производственных помещениях.
1.1 Расход воды на охлаждение горячего сусла
Расход Славянского горячего сусла получаемого из 100 кг зернопродуктов составляет 63371 дм3 Форштадт – 2 – 63353 дм3 Салтановское – 69987 дм3 Князь Рогвалод – 57116 дм3 Триумф – 45485 дм3. Для принятого ассортимента объем горячего сусла на 100 кг зернопродуктов будет:
а из максимального количества зернопродуктов 297 т расходуемых в сутки получается сусла:
В принятой схеме охлаждение сусла водой производится в два этапа а именно в гидроциклоне температура сусла понижается со 100 до 70 °С и далее после сепарирования сусла в автоматических пластинчатых охладителях с 70 до 30 °С. Затем сусло охлаждается в тех же охладителях рассолом с 30 до 6 °С. Вода (в летний период) имеет начальную температуру 20 °С а конечную – 35 °С.
Потребность воды в среднем для охлаждения горячего сусла с 70 до 30°С составит:
где 396 и 41868 —удельные теплоемкости сусла и воды кДж(кг-К).
1.2 Расход воды для промывки дрожжей
Расход воды в сутки для промывки засевных дрожжей при хранении 2-суточного запаса дрожжей и при трехкратной их промывке в течение суток одинарным объемом воды будет:
Расход воды для промывки осадочных дрожжей при хранении 2-суточного запаса дрожжей и при трехкратной их промывке в течение суток одинарным количеством составит:
1.3 Расход воды на мойку оборудования и полов в производственных помещениях
Расход воды для мойки бродильных аппаратов и ЦКТ берут равным 5% от объема пива разливаемого в сутки. Суточный розлив бутылочного и бочкового пива составляет:
Количество воды для мойки бродильных аппаратов и ЦКТ:
6592 · 005 = 683 м3.
Расход воды для мойки аппаратов дображивания пива определяется следующим образом:
Количество воды для мойки аппаратов дображивания следующее:
2474 ·005 = 5124 м3.
Расход воды для мойки сборников фильтрованного пива и оборудования для осветления и карбонизации пива находится так же как и для мойки бродильных аппаратов и равен 683 м3.
Расход воды для промывания пивопроводов вычисляют из условий 20-минутной промывки при расходе 25 м3ч на 1 т зернопродуктов:
В нормах технологического проектирования не указаны нормы расхода воды на прочие нужды.
Расход воды на прочие нужды принимаем равным 5 м3 в сутки на 1 т перерабатываемых зернопродуктов или
Таблица 9 – Сводные данные о суточном расходе холодной воды (в м3сут) по операциям
Технологическая операция
Охлаждение горячего сусла
бродильных аппаратов
аппаратов дображивания
сборников фильтрованного пива
Расход воды на мойку полов принимается равным 2 дм3 на 1 м2 пола после каждой смены работы. Максимальный часовой расход холодной воды принимается 12% от суточного без учета воды расходуемой на мойку полов что составляет:
Vпол = 1000264 · 012 = 12203 м3.
2 Расчет расхода тепла и пара
В отделении главного брожения и дображивания пар расходуется на стерилизацию установки чистой культуры дрожжей для мойки оборудования и пропарки трубопроводов.
Для мойки оборудования используется вода с отделения охлаждения сусла имеющая температуру 30оС и дополнительно подогреваемая до 60оС
На пропарку трубопроводов диаметром 50 – 80 мм расход пара принимаем 02 – 04 кгм и давлении 05МПа.
3 Расход диоксида углерода
Диоксид углерода расходуется при передаче дрожжей из дрожжевых монжю на засев и на реализацию в торговлю. Для передачи пива из аппаратов дображивания на фильтрацию для карбонизации пива для передачи фильтрованного пива из сборников к различным машинам. Кроме того при производстве пива по ускоренному способу диоксид углерода расходуется для вспенивания сусла и пива перед заполнением танков а также для перемешивания пива в процессе главного брожения.
Необходимое количество диоксида углерода (в г) принимается в среднем по нормам проектирования согласно которым на 1 дал пива расход диоксида углерода по пиву составляет:
Средневзвешенный расход диоксида углерода на 1 дал принятого ассортимента продукции:
41 · 025 + 1541 · 03 + 1604 · 02 + 1477 · 02 + 1357 · 005 = 15316 г.
Ввиду того что основная часть диоксида углерода расходуется на технологические операции связанные с фильтрацией и розливом пива суточный расход его определяется умножением количества пива разливаемого в течение суток в наиболее напряженный период работы завода на 15316 т.е.
(3200000 · 15316) (238 · 1000) = 205929 кг
где 238 – число суток работы цеха розлива в год.
4 Расход сжатого воздуха
Сжатый воздух расходуется для передачи сусла и дрожжевой разводки из аппарата в аппарат при разведении чистой культуры дрожжей.
В процессе работы аппарата для разведения чистой культуры дрожжей наибольшее количество воздуха (около 9-10 м3ч) требуется на передачу дрожжей разводки из малого бродильного сосуда в большой сосуд предварительного размножения дрожжей. Продолжительность этой операции 30 мин. В остальной период работы наибольшее количество воздуха расходуется для барботирования содержимого этого аппарата и составляет около 6 м3ч; при этих условиях максимальный расход воздуха в сутки на 2 установки составляет:
где 235 – количество часов барботирования.
В технологическом процессе холод расходуется для охлаждения сусла до температуры брожения для отвода образуемого тепла при главном брожении и дображивании для охлаждения воды при промывании дрожжей для охлаждения молодого дображиваемого и фильтрованного пива.
5.1 Расчет холода для охлаждения сусла
В пластинчатом теплообменнике сусло охлаждается до 30оС водопроводной водой а от 30 до 6оС – рассолом. Из 295 т зернопродуктов перерабатываемых в сутки получается 18575568 дм3 (см. п. 4.1.1) сусла с массовой долей сухих веществ в начальном сусле:
· 025 + 11 · 03 + 10 · 02 + 12 · 02 + 15 · 005 = 112%.
При удельной теплоемкости сусла 387 кДж и плотности сусла 105861 кгл для охлаждения его от 30 до 6оС должно быть отведено тепла:
515568 · 1046 · 387 · (30 - 6) = 179883335 кДж.
5.2 Расчет холода для отвода тепла выделяемого при главном брожении
При сбраживании 1 кг мальтозы выделяется 61378 кДжкг тепла. В течение года в бродильном отделении сбраживается: 10243200 дм3 Форштадта – 2 6822400 дм3 Салтановского 6828800 Князя Рогвалода и 1707200 дм3 Триумфа. При работе бродильного отделения 1133 мес в году и 298 сут в месяц или 338 сут в году в сутки должно сбраживаться пивного сусла:
Форштадт – 2 – VПС = 10243200 338 = 303053 дм3
Салтановское – VПС = 6822400 338 = 201846 дм3
Князь Рогвалод – VПС = 6828800 338 = 202036 дм3
Триумф – VПС = 1707200 338 = 50509 дм3.
Расчет количества сброженного экстракта (в кг):
При главном брожении:
где и – количество сброженного экстракта кг;
Vс – объем сброженного сусла м3;
d – относительная плотность сусла;
ρc – плотность сусла кгм3;
К1 и К2 – степень сбраживания сусла %.
При сбраживании суточного количества сусла до 50 % должно быть отведено следующее количество тепла (в кДж):
Форштадт – 2 – 303053 · 10442 ·011 · 61378 · 05 =10682618 кДж;
Салтановское – 201846 ·104005 · 01 · 61378 · 05 = 64425396 кДж;
Князь Рогвалод – 202036 · 10482 · 012 ·61378 ·05 =7798964 кДж;
Триумф – 50509 · 10591 · 015 · 61378 · 05 = 24625198 кДж.
Всего будет отведено следующее количество тепла:
682618 + 64425396 + 7798964 + 24625198 = 273866414 кДж.
5.3 Расход холода для охлаждения молодого пива
Молодое пиво перед подачей его на дображивание охлаждается до 4 °С. Ввиду того что потери в бродильном отделении в основном имеют место при перекачке и в дрожжах а охлаждение производится в бродильных аппаратах принимаем объем молодого пива подлежащего охлаждению равным объем сусла т. е.
3053 + 201846 + 202036 + 50509 = 757444
Для данного расчета примем удельную теплоемкость пива 4112 кДж(кг·К) и плотность 10698 кг дм3. Тогда количество холода потребное для охлаждения пива при главном брожении составит:
7444 · (6 – 4) · 10698 · 4112 = 666402 кДж.
5.4 Расход холода для охлаждения воды при промывке дрожжей
Суточный расход воды для промывки засевных дрожжей составляет 6540 дм3 а осадочных – 6540 дм3. Всего воды расходуется 13080 дм3. Вода охлаждается от 20 до 1°С. Холода для этой цели расходуется:
080 · (20 - 1) · 41868 = 10405035 кДж.
5.5 Расход холода для отвода тепла выделяемого при дображивании
В течение года на дображивание и выдержку поступает следующее количество молодого пива (в дм3):
Форштадт – 2 – 9984000 дм3
Салтановское – 6649600 дм3
Князь Рогвалод – 6649600 дм3
Триумф – 1667200 дм3.
При работе цеха дображивания 30 сут в месяц и 340 сут в год на дображивание в сутки поступает пива (в дм3):
Форштадт – 2 – 9984000 340 =2936471 дм3
Салтановское – 6649600 340 =1955765 дм3
Князь Рогвалод – 6649600 340 = 1955765 дм3
Триумф – 1667200 340 = 490353 дм3.
При сбраживании в цехе дображивания 2 % экстракта начального сусла выделяется тепла (кДж):
Форштадт – 2 – 2936471·10442 ·011 ·61378 · 002 = 4140424 кДж;
Салтановское – 1955765 ·104005 ·01 ·61378 ·002 = 2496972 кДж;
Князь Рогвалод–1955765 ·10482 ·012 ·61378 ·002 =3019846 кДж;
Триумф – 490353 · 10591 · 015 · 61378 · 002 = 956268 кДж.
5.6 Расход холода для охлаждения пива перед фильтрацией
В цех дображивания поступает пиво температурой 4°С а на фильтрацию передается температурой 2°С. Охлаждению пиво подвергается в аппаратах дображивания за счет теплообмена с окружающим воздухом через стенки аппарата. Охлаждается все пиво поступающее в аппарат (без потерь при фильтрации). В сутки подвергается охлаждению следующее количество пива (в дм3):
Форштадт – 2 – 2936471 дм3
Салтановское – 1955765 дм3
Князь Рогвалод – 1955765 дм3
Всего – 7338354 дм3.
Принимаем удельную теплоемкость пива 4112 кДж(кг*К) относительную плотность 10698. Тогда количество холода потребное для охлаждения пива перед фильтрацией составит:
38354 · (4 – 2) · 10698 · 4112 = 64563097 кДж.
5.7 Расход холода для охлаждения пива перед карбонизацией
В процессе сепарирования и фильтрации температура пива при дображивании повышается на 1-2°С. Перед карбонизацией для более полного насыщения диоксидом углерода пиво подвергается охлаждению до 1°С. Примем годовой выпуск фильтрованного пива (в дм3):
Славянское – 8120000
Форштадт – 2 – 9753600
Салтановское – 6496000
Князь Рогвалод – 6515200
Тогда в сутки необходимо охладить 32508800 340 = 9561412 дм3. Холода для охлаждения пива перед карбонизацией потребуется:
61412 · (4 – 1) · 1018 · 4112 = 12007267 кДж.
Таблица 10 – Сводные данные о суточном расходе холода на различных технологических операциях
Конечная температура охлаждаемого продукта °С
Температура агента °С
Отвод тепла при главном брожении пива
Охлаждение молодого пива
Охлаждение воды для промывания дрожжей
Отвод тепла при дображивании
Охлаждение доброженного пива
Охлаждение пива перед карбонизацией
6 Расчет расхода электроэнергии
Главными потребителями электроэнергии на пивоваренных заводах являются электродвигатели и осветительные установки. При подборе и расчете оборудования устанавливают количество машин и аппаратов и приводят характеристику обслуживающих их электродвигателей.
На основе этих данных подсчитывают суммарную установленную мощность электродвигателей. При этом учитывают неодновременность работы многих механизмов неполноту загрузки электрооборудования а также КПД сети и электродвигателей.
Расчетная мощность (в кВт):
где Кн – коэффициент использования мощности;
Км – коэффициент максимума мощности;
– сумма номинальных мощностей.
Таблица 11 – Мощности электродвигателей основного оборудования
Пивной насос для перекачки молодого пива
Насос для перекачки пива из цеха дображивания на фильтрацию
Сепаратор для осветления пива
Пластинчатый охладитель сусла
Насос для перекачки пива из ЦКТ на фильтрацию
А при максимальном часовом расходе (12%) электроэнергии затратится 1756 012 = 2107 кВтч.
В бродильном цехе производится количественный и качественный учет горячего и начального сусла а также молодого пива по объему и массовой доле сухих веществ. По существу в бродильном цехе ведется учет движения сусла по двум технологическим стадиям: на стадии охлаждения и на стадии главного брожения в самом бродильном цехе. Горячее сусло бродильный цех принимает в варочном цехе в сусловарочном котле а затем вторично измеряет его объем и проверяет качественные показатели после поступления его в бродильные танки. Разница между первым и вторым объемом и является потерей сусла на стадии от варочного цеха до бродильного т.е. на стадии охлаждения.
Количество начального сусла поступившего в бродильный цех замеряется в каждом бродильном танке оснащенном водомерным стеклом измерительной рейкой при массовой доле сухих веществ равной стандартной доле сухих веществ пива и записывается в технологический журнал бродильного цеха немедленно после заполнения бродильного танка измерения количества и проверки качественных показателей.
Таким образом контроль за процессом сбраживания пивного сусла состоит из контроля качественных показателей засевных (семенных) дрожжей и хода сбраживания сусла.
Контроль за ходом сбраживания сусла заключается в наблюдении за изменением температуры проверке интенсивности сбраживания экстрактивных веществ сусла и определении готовности молодого пива к перекачке на дображивание. Для этого ежедневно определяют концентрацию (видимую экстрактивность) сбраживаемого сусла что позволяет определить конец главного брожения.
Количество молодого пива передаваемого из бродильного цеха в цех дображивания учитывается по емкости заполненных танков дображивания и записывается в технологические журналы бродильного цеха и цеха дображивания. Одновременно оформляется сдача-приемка пива из бродильного цеха в цех дображивания.
Ход дображивания и выдержки пива контролируется по убыли экстракта увеличению содержания углекислоты и алкоголя степени осветления и наконец по аромату вкусу и пеностойкости проб взятых из танка дображивания. Показателем конца дображивания является конечная степень сбраживания. Для получения более стойкого пива достигают почти конечной степени сбраживания
В цехе дображивания ведется не только учет молодого пива поступающего из бродильного цеха а также учитывается поступление смарочного пива.
В журнале цеха дображивания и на танке в который поступает смарочное пиво и где оно подрабатывается нужно отмечать записью "смарки" и указывать количество поступивших в него смарок и количество молодого завиткового пива поступившего на его подработку.
Смарки сортового пива имеют большую массовую долю сухих веществ чем Жигулевское пиво и больший расход сырья на 1 дал пива поэтому при переводе их в Жигулевское пиво необходимо определять в них массовую долю сухих веществ и производить пересчет на Жигулевское пиво а в танк смарочного пива приходовать количество пересчитанного Жигулевского пива. Пересчет производится по формуле:
где V – объем Жигулевского пива полученный со смарок сортового пива дал;
V1 – имеющийся объем сортового пива который необходимо пересчитать на объем Жигулевского пива дал; 1
е – фактическая массовая доля сухих веществ сортового пива по анализу;
d – относительная плотность сортового пива;
е1 – стандартная массовая доля сухих веществ Жигулевского пива – 11%;
d1 – относительная плотность Жигулевского пива при стандартной массовой доле сухих веществ – 10442.
Учет готового фильтрованного пива передаваемого из цеха дображивания на розлив осуществляется через сборники фильтрованного пива оснащенные водомерными стеклами и измерительными калиброванными рейками к ним.
Учет количества смарок поступающих из цеха розлива в цех дображивания также осуществляется через сборники для смарок (меньших размеров чем сборники фильтрованного пива) оборудованные аналогично сборникам фильтрованного пива.
Учет движения пива должен отражаться в журнале учета количества пива переданного из цеха дображивания на розлив и количества смарок поступивших из цеха розлива в цех дображивания в течение смены. В конце рабочего дня в журнале подводится итог количества пива сданного на розлив и поступивших из цеха розлива смарок и на это количество оформляются накладные.
Учет осадочных товарных дрожжей из бродильного цеха и осадочных дрожжей из цеха дображивания производится по объему: в литрах проданных дрожжей.
Работа лаборатории проводится согласно графикам технохимического и микробиологического контроля производства. Схема технохимичсекого контроля процессов брожения и дображивания представлены в таблице 12.
Таблица 12 – Технохимический контроль процессов брожения и дображивания
Контролируемые показатели
Периодичность контроля
Массовая доля сухих веществ
В каждом бродильном танке
Температура воды в дрожжанке
В каждой ванночке с дрожжами
В каждом бродильном чане
Видимая степень сбраживания
Пиво предназна-ченное к выпуску
Органолептичес-кие показатели
Ежедневно в средней пробе от каждой партии предназначенной к выпуску
Действительный экстракт
Действительная степень сбраживания
ностью > 1 млн. далгод
Из кранов и шлангов в
производственных цехах
Общее число микроорганизмов в
Бактерии нежизнеспособные
Нежизнеспособные дрожжи
содержание гликогена
Наиболее опасным производственным фактором в бродильно-лагерном отделении является возникающий при брожении СО2. В истории пивоварения много несчастных случаев из-за воздействия СО2 со смертельным исходом. Поэтому перед спуском в танк необходимо полностью удалить СО2.
В случае цилиндроконических танков проблема удаления СО2 решена поскольку мы и без того заинтересованы в том чтобы улавливать углекислоту брожения и после прохождения через установку рекуперации вновь использовать ее для нужд предприятия.
При открытых чанах СО2 перетекает в цех и должен отводиться из самой нижней части помещения. При этом по понедельникам перед началом работы необходимо обращать внимание на возможное значительное скапливание СО2 за выходные. На больших предприятиях естественное удаление СО2 должно поддерживаться мощным вентилятором.
Для работы внутри бродильных чанах и лагерных танков существуют определенные правила:
операции по удалению СО2 перед спуском в емкость следует проводить до тех пор пока концентрация СО2 не снизится до 05% об. или при кратковременном контакте до 10% об.;
должны иметься инструкции по охране труда в которых должны быть указаны все подлежащие исполнению меры безопасности;
спускающий в чан работник должен быть проинструктирован о возникающей опасности; инструктаж необходимо проводить непосредственно перед началом работ а также на регулярной основе;
наверху должен постоянно присутствовать человек поддерживая контакт с работающим в емкости;
ответственный за технику безопасности обязан регулярно проверять соблюдение утвержденных правил.
Все открытые чаны и лагерные танки должны проверятся контрольно-измерительными приборами поскольку поступление опасных веществ в воздух рабочей зоны не может быть исключено полностью.
Раньше наличие СО2 проверяли горящей свечой которую опускали в чан. Если свеча гасла значит в емкости скопился СО2. Но свеча гаснет только при концентрации СО2 8-10% то есть в зоне высокой опасности так что данный способ непригоден для измерения.
В настоящее время находят применения индикаторы наличия газа которые измеряют СО2 либо в контрольных пробах либо непрерывно.
Техника безопасности при работе с ЦКТ
Контрольные люки. Для возможности безопасного освидетельствования каждый ЦКТ должен быть снабжен верхним и нижним люком диаметр отверстий которых должен составлять не менее 450 мм. Нижний люк. который представляет собой сегмент верхушки конуса должен быть смонтирован таким образом чтобы данная часть конуса не падала вниз когда все болты уже откручены.
Верхний люк смонтирован в верхушечной плите. При проведении осмотра сверху – что особенно важно при контроле стенок – спускающий человек страхуется с помощью пояса и троса; применение веревочных и приставных лестниц строго запрещено. Для осмотра существуют:
индивидуальные приспособления для спуска в шахты;
оборудования для осмотра танков позволяющее проводить работы на стенах.
В каждом случае перед спуском необходимо проводить вентиляцию танка.
Предохранительные приспособления против превышения установленного давления. Повышение давления в ЦКТ может случиться в любой момент. Избыточное давление может возникнуть по той простой причине что танк по недосмотру переполнили. Этому должен помешать датчик нижнего уровня который при достижении предельного уровня выключает насос и тем самым предотвратит переполнение танка. Однако при наполнении танка с противодавлением или при выдавливании содержимого танка нельзя исключить возможности превышения давления.
Для безопасной эксплуатации каждый танк оборудован пружинным или рычажным предохранительным клапаном.
Мойка и обогрев предохранительной арматуры на ЦКТ. Из-за залипания или замерзания особенно в случае наружного расположения танка работа предохранительной арматуры может быть нарушена. В связи с этим неоходимо:
интегрировать предохранительную арматуру в систему
при необходимости – обогревать верхушечную арматуру.
Обслуживание верхушечной плиты ЦКТ. Безопасный доступ к оборудованию на верхушечной плите должен быть возможен в любой момент. Для этого на всех ЦКТ независимо от того снаружи или внутри помещения находится танк должна быть оборудована площадка для обслуживания расположенная в одной плоскости с верхушечной плитой.
Техника безопасности при работе с кизельгуром
Фильтрование невозможно представить без кизельгура но при работе с этим веществом возникает силикатная пыль которая опасна для здоровья.
Силикатная пыль попадает в организм при вдыхании. Большую часть пыли человек затем выдыхает но какое-то количество наиболее мелкой пыли оседает на поверхности легких. Находящиеся там защитные клетки способны поглощать чужеродные тела и обезвреживать их.
Но поглотив пыль эти клетки погибают что в результате приводит к возникновению язв и повреждению верхних дыхательных путей и легких. Как следствие возникает силикоз или силикозо-туберкулез легких.
В качестве защитных мер против распространения кизельгуровой пыли предлагаются:
аспирация воздуха отводимого от оборудования и фильтрования пыли;
отсасывания воздуха вблизи дозаторов посредством водоструйного насоса;
опустошение мешков с помощью специальной машины препятствующей образованию пыли;
использование индивидуальных защитных масок;
доставка кизельгура на предприятие в специальных автоцистернах спецтранспортом для перевозки сыпучих продуктов и хранение кизельгура в силосах.
Персонал подвергающий воздействию силикатной пыли должен регулярно проходить обследование у врача-специалиста.
Правила поведения работников на территории предприятия
Входить на территорию предприятия работник должен только для выполнения своих непосредственных обязанностей имея при себе пропуск для прохода через автоматизированную проходную.
Входить на территорию предприятия в состоянии алкогольного наркотического или токсического опьянения категорически запрещено.
При движении по территории пешком необходимо учитывать что на предприятии существует интенсивное движение автомобильного транспорта как собственного так и привозящего посуду и развозящего продукцию предприятия в торговые точки.
Работник должен находиться на участке за которым он закреплен. Запрещается посещать другие участки и цеха без указания непосредственного руководителя или производственной необходимости.
В целях обеспечения пожарной безопасности курить на территории предприятия и на рабочих местах запрещено. Разрешается курить только в специально отведенных для этого местах.
Категорически запрещено влезать на крыши зданий и сооружений без оформления для выполнения необходимых работ наряда-допуска на работы с повышенной опасностью.
Категорически запрещено принимать алкоголь наркотические или токсические вещества на территории предприятия.
При проведении строительно-монтажных земляных работ траншеи ямы и другие препятствия проходите в безопасных специально оборудованных для этого местах. Обходите места где проводятся работы по погрузке разгрузке оборудования сырья и материалов. Не касайтесь руками канатов тросов лебедок в работающем состоянии. Не стойте под подвешенным грузом это опасно!
Запрещается загромождать проходы проезды а также подходы к пожарным кранам щитам электрическим подстанциям щитовым сборкам и т.д.
Работник вправе требовать от руководителей участков нормального освещения рабочих мест проходов и проездов.
Зимой пути передвижения должны быть очищены от снега и льда посыпаны песком.
Законодательное и нормативно-правовое обеспечение охраны труда на производстве
Главным документом регламентирующим правовое обеспечение охраны труда является Конституция Республики Беларусь в которой закреплены основные права работников: право на труд право на отдых право на охрану здоровья право на возмещение вреда и др.
Следующим уровнем документов регламентирующих общественные отношения в сфере трудовых отношений является комплекс Законов Республики Беларусь. Это прежде всего Трудовой кодекс Гражданский кодекс Уголовный кодекс Кодекс об административных нарушениях Законы о здравоохранении о радиационной безопасности о пожарной безопасности и др.
В трудовом кодексе определены отношения работников и нанимателей посредством заключения трудовых договоров коллективных договоров.
Трудовой договор – это соглашение между работником и нанимателем в соответствии с которым работник обязуется выполнять работу по определенной одной или нескольким профессиям специальностям или должностям соответствующей квалификации согласно штатному расписанию и соблюдать внутренний трудовой распорядок а наниматель обязуется предоставлять работнику обусловленную трудовым договором работу обеспечивать условия труда предусмотренные законодательством о труде другими нормативными актами и соглашением сторон своевременно выплачивать работнику заработную плату.
Коллективный договор – это локальный нормативный акт регулирующий трудовые и социально-экономические отношения между нанимателем и работающими у него работниками.
Трудовой договор заключается в момент поступления работника на предприятие.
Коллективный договор принимается на собрании (конференции) трудового коллектива. В нем содержатся положения об организации труда и повышении эффективности производства формах системах оплаты труда продолжительности рабочего времени и времени отдыха создании здоровых и безопасных условий труда гарантиях социального страхования работников и их семей регулировании внутреннего трудового распорядка и дисциплины труда ответственности нанимателя за вред причиненный жизни и здоровью работников льготах и компенсациях за работу в особых условиях труда.
Имеются также такие документы как Декреты и Указы Президента РБ Постановления правительства документы Министерств и других органов Государственного управления.
Мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеетельности
Виды инструктажа по ТБ. Порядок его проведения на рабочем месте
Одним из основных мероприятий по охране труда на производстве является инструктаж по ТБ. Различают следующие виды инструктажа:
вводный инструктаж – проводится при приеме на работу инженером по ТБ. Проводится по инструкциям утвержденным главным инженером. Фиксируется записью в журнале вводного инструктажа.
первичный инструктаж – проводится на рабочем месте по инструкциям по ТБ промсанитарии и пожарной безопасности данного цеха. Результаты инструктажа номер инструкции и подписи фиксируют в журнале и личной катре инструктажа.
периодический или повторный инструктаж – проводится мастером по утвержденному графику. Инструктаж проходят все рабочие и служащие.
внеплановый инструктаж и проверку знаний проводят если внесены изменения в технологический процесс обнаружены нарушения при выполнении инструкции по ТБ или произошел несчастный случай. Производится запись в личной карте инструктажа с указанием номера инструкции и подписей инструктирующего и инструктируемого.
специальный инструктаж – при выполнении разовой работы проводит руководитель в распоряжение которого направлен работник в объеме должностных и обязательных инструкций по новому рабочему месту. В специальном журнале регистрируется номер инструкции и подпись инструктируемого.
инженерно-технический.
Руководители основных и вспомогательных цехов проводят вводный и первичный инструктаж. Проводится стажировка на рабочем месте первичная проверка в заводских комиссиях технических знаний и производственных навыков на право самостоятельной работы. Периодическая проверка знаний правил по ТБ проводится 1 раз в 3 года. Ответственность организацию обучения безопасным приемам и методам и проверку знаний правил по ТБ возлагается на руководителей предприятий и организаций.
Большое значение в создании здоровых и безопасных условий труда имеет общественный контроль организованный профсоюзами которые избирают общественных инспекторов по охране труда и страховых делегатов. Общественный инспектор по охране труда контролирует на своем производственном участке выполнение законодательства о труде правил нор и инструкций по ТБ и промсанитарии. Страховой делегат оказывает содействие учреждениям по проведению профилактических работ направленных на снижение заболеваемости и улучшению условий труда.
Существуют также комиссии по охране труда и социальному страхованию в функции которых входит контроль соблюдения администрацией законодательства о труде контроль состояния ТБ на рабочем месте участие в приеме в эксплуатацию законченных строительных объектов.
Для оценки санитарно-гигиенического состояния оборудования тары для розлива пива рук рабочих берут мазки и смывы с последующим высевом их на плотную среду в чашки Петри.
Микробиологическое состояние воздуха в цехах определяют методом улавливания микроорганизмов на поверхности плотных питательных сред.
В данном курсовом проекте разработан проект бродильного цеха и отделения дображивания по периодическому и ускоренному способу производительностью 32 млн дал пива в год.
К курсовом проекте приведена сравнительная характеристика всех способов брожения и дображивания размножения чистой культуры дрожжей установок сепарировании фильтрации охлаждения мойки и дезинфекции а также приведены возможные способы перекачки сусла молодого и зрелого пива. Сделаны выводы о целесообразности применения периодического и ускоренного процессов брожения.
Дано описание технологической схемы с указанием позиций. Произведены расчёты продуктов и подбор оборудования.
На основании изложенного материала в данной курсовой работе можно сделать вывод о целесообразности использования ускоренного метода брожения а также об его экономичности.
Балашёв В.Е. Дипломное проектирование предприятий по производству пива и безалкогольных напитков. - М.: Лёгкая и пищевая промышленность 1983. -99-166 с.
Балашёв В.Е. Рудольф В.В. Техника и технология производства пива и безалкогольных напитков. – М.: Лёгкая и пищевая промышленность 1981.– 108 – 148 с.
Балашёв В.Е Оборудование предприятий по производству пива и безалкогольных напитков. – М.: Лёгкая и пищевая промышленность 1981. – 113-137 с.
Колотуша П.В. Доморецкий В.А. Технологическое проектирование солодовенных и пивобезалкогольных заводов. - Киев изд. «Вища школа» 1987
Косминский Г.И. Технология солода пива и безалкогольных напитков. Лабораторный практикум по технохимическому контролю производства. – Мн.: Дизайн ПРР 1998. – 42 с.
Косминский Г.И. Учёт и отчётность в производстве солода пива и безалкогольных напитков. – М.: 1994. – 220 с.
Кунце В. Технология солода и пива. – С.-П.: Профессия 2001 – 361-506 с.