ВВЕДЕНИЕ
2. Описание технологической схемы
3. Подбор оборудования
4. Расчет продуктов
5. Строительная часть
6. Производственная санитария
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
ВВЕДЕНИЕ
Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характер ным хмелевым ароматом и приятным горьким вкусом. Вследствие насыщенно сти углекислым газом и содержания небольшого количества этилового спирта пиво не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма. Являясь хорошим эмульгатором пищи, оно способствует более правильному обмену ве ществ и повышению усвояемости пищи. Отмечено положительное воздействие ячменного напитка на восстановление слизистой оболочки при таких заболева ниях желудка и 12перстной кишки, как гастрит, дуоденит и язвенная болезнь. Обладая определенной питательной ценностью и приятным характерным вку сом, пиво как напиток имеет весьма большое распространение.
Большое внимание в настоящее время в пивоварении уделяют азоти стым соединениям и прежде всего белкам, и продуктам их ферментативного гидролиза во многом определяющих техникоэкономические показатели и ка чество готовой продукции.
Сложен и непостоянен качественный и количественный состав белков ячменя. Изменение его в процессе солодоращения и сушки приводят к обога щению солода азотистыми веществами с различной молекулярной массой, роль которых неоднозначна для целей пивоварения. С одной стороны, повышенное содержание белковых веществ снижает эффективность переработки солода, мо жет быть причиной коллоидного помутнения и грубого вкуса пива. С другой стороны, недостаточное количество низкомолекулярных азотистых веществ, прежде всего аминокислот, затруднит процесс брожения, а обеднение сусла среднемолекулярными пептидами ухудшит вкус и пенистые свойства пива.
Следовательно, пивоварение предъявляет особые требования как к об щему содержанию белковых веществ, и к соотношению отдельных азотосодер жащих соединений образующихся из белков.
В связи с общей мировой тенденцией направленной на приближение производства пива к потребителю в последнее десятилетие во многих странах мира освоен выпуск комплектного оборудования для пивоваренных заводов
малой производительности, рассчитанных, на потребление пива в небольших населенных пунктах районах городов. Интенсивно развивается и отечественная индустрия по производству мини и микропивзаводов. Ее развитие требует неординарных подходов к решению технологических задач но позволяет выпускать пиво с неповторимым вкусом и позволяет добиться сбалансирован ного химического состава пива.
1. Выбор и обоснование технологической схемы
Дробление солода
Основной целью дробления солода и ячменя является облегчение и ускорение физических и биохимических процессов растворения зерна при зати рании с тем, чтобы обеспечить максимально возможный переход экстрактив ных веществ в водный раствор (сусло).
Степень измельчения солода и ячменя играет большую роль в процессе затирания, так как с ростом ее увеличивается поверхность частиц, подвергаю щиеся действию ферментов. Степень измельчения выбирают в зависимости от применяемых для фильтрования затора аппаратов. При фильтровании затора в фильтрационном аппарате нормальный помол характеризуется следующим со отношением между его составными частями (в %): шелуха 15–18, крупная кру па 18–22, мелкая крупа 30–35, мука 40–45.
На крупных предприятиях солод измельчают на четырех и шестиваль цевых дробилках большой производительности. Для заводов малой производи тельности они не подойдут. Поэтому дробление будем осуществлять на дро билке малой производительности с двумя вальцами, и регулируемым зазором между ними.
Затирание
Цель затирания заключается в том, чтобы получить из дробленого соло да и несоложенных материалов, прибавляемых в некоторые сорта пива, наи большее количество экстракта. Кроме того, сусло должно по составу соответ ствовать сорту изготовляемого пива.
Приготовление затора будем осуществлять в заторнофильтрационном аппарате по настойному способу. Аппарат снабжен съемной мешалкой и съем ным ситчатым днищем (для удобства мойки). Нагрев затора осуществляется с помощью погружных электронагревателей.
Фильтрация затора
Фильтрация затора необходима для того, чтобы отделить сусло от не растворимых частиц дробины. В дробине содержится около 80% воды со зна чительным количеством экстракта , который необходимо отделить.
Процесс фильтрации будем проводить в том же аппарате, в котором и приготовляли затор. По окончании затирания даем затору отстоятся. Дробина ляжет фильтрующим слоем на ситчатое дно, и с помощью насоса мутное сусло направляем обратно в заторнофильтрационный аппарат. Прозрачное сусло со бираем в чан для кипячения.
После окончания фильтрации первого сусла дробину необходимо про мыть, так как в дробине остается примерно 30% сусла. В заторнофильтрацион ный аппарат из водогрейного бака набираем воду с температурой 75° С, вклю чаем мешалку, и даем отстоятся. Фильтрацию осуществляем так же, как и пер вого сусла. Дробину из аппарата выгружаем вручную. Затем снимаем мешалку, ситчатое днище и аппарат тщательно моется.
Кипячение сусла с хмелем
Целью кипячения являются стабилизация состава сусла и ароматизация его хмелем. Кипячением достигается упаривание сусла до установленной для каждого сорта пива концентрации, экстрагирование из хмеля ароматических и горьких веществ, инактивация ферментов, коагуляция белков и стерилизация сусла. Кипячение будем осуществлять в цилиндрическом аппарате с кониче ским днищем. Нагрев осуществляется с помощью погружных нагревателей. Аппарат имеет большую поверхность теплопередачи, что объясняется необхо димостью интенсивного выпаривания значительных количеств воды, достигаю щих 1012 % в час от общего объема сусла.
Охлаждение и осветление сусла
Целью охлаждения и осветления является понижение температуры су сла до начальной температуры брожения, насыщение его кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц.
Осаждение осуществляется в отстойном чане. Осаждение осуществляет ся в отстойном чане, в который тангенциально подается пивное сусло. Под дей ствием центробежной силы осадок осаждается на стенках чана, а затем попада ет в нижнюю коническую часть. Из отстойного чана сусло перекачивается че рез верхний патрубок к охлаждающей установке, таким образом осадок остает ся на дне чана.
Горячее сусло поступает в верхнюю часть аппарата, где расположен ко нусный зонт, позволяющий подавать сусло тонкими струйками, что способ ствует его охлаждению. Охлажденное сусло спускается посредством шарнирно закрепленной плавающей трубы с поплавком. На наружной поверхности днища установлены 3 пробковых крана: для спуска белкового отстоя, для спуска про мывных вод в канализацию и для регулирования спуска осветленного сусла. Из отстойного чана сусло перекачивается к охлаждающей установке, а белковый отстой спускается через один из пробковых кранов.
Охлаждение сусла производят в две стадии. В первой стадии охлажде ние ведется через пластинчатый теплообменник, в котором охлаждающей жид костью является промывная вода. Сусло охлаждается до температуры 30–35 оС, а охлаждающая вода нагревается до 55–60 оС. Эту теплую воду можно исполь зовать для любых целей. Во второй стадии сусло охлаждается в другом пла стинчатом теплообменнике, который находится в бродильном отделении. Охлаждающей жидкостью в нем является вода с температурой 2 оС, которая по ступает из бака ледяной воды. После охлаждения сусло должно быть прозрач ным и иметь блестящую черную поверхность.
Главное брожение
Спиртовое брожение сахаров сусла под действием ферментов дрожжей является основным процессом в производстве пива. При брожении происходят изменение химического состава сусла и превращение его в ароматный и вкус
ный напиток.
Главное брожение ведется в открытых или закрытых аппаратах при тем пературе сбраживаемого сусла 6–10 оС (низовое брожение) и в зависимости от концентрации сусла продолжается 6–10 суток.
Процесс главного брожения будем осуществлять в горизонтальных бро дильных аппаратах расположенных в бродильном отделении. Охлаждение аппаратов осуществляется с помощью змеевика с ледяной водой температурой
0,5 – 1°С. Кроме того охлаждаться будет и само бродильное отделение. Дображивание и выдержка пива
Основной целью этой производственной стадии является получение напитка, обладающего приятными ароматом и вкусом, насыщенного диокси дом углерода, что достигается в результате сложных химических, физикохи мических процессов, протекающих при низкой температуре и под избыточным давлением диоксида углерода от 0,03 до 0,07 МПа.
Продолжительность дображивания составляет от 11 до 100 дней в зави симости от сорта пива. Процесс дображивания будем осуществлять в аппаратах для дображивания, расположенных в охлаждаемом помещении, температура которого должна быть 1 – 2°С. Давление поддерживается шпунтаппаратами.
Фильтрация пива
После дображивания и созревания для достижения желаемой прозрачно сти пиво подвергают фильтрации. Таким образом удаляются мелкие частицы дрожжевые клетки, белки и хмелевые вещества, которые являются причиной опалесценции и мутности пива.
Фильтрация осуществляется при помощи рамного фильтра. Фильтро вальным материалом служит пористый картон, который вставляется между ра мами фильтра.
Розлив готового пива
Пивзавод имеет малую производительность, поэтому разливать пиво в бутылки невыгодно (линии розлива в бутылки имеют большую производитель
ность). В пивовозы разливать также невыгодно по той же причине.
Пиво будем разливать в кеги емкостью 50 дм3. Пиво до розлива хранит ся в танках для готового пива при температуре 2–4 оС под давлением. Розлив будем осуществлять в отделении розлива изобарически. Перед розливом кегу необходимо заполнить углекислым газом. Мойку кег будем производить на мо ющей головке в моечном отделении.
2. Описание технологической схемы
Перед процессом затирания ячменный солод дробят на дробилке поз. 1. В заторный чан набирается вода в количестве, необходимом для достижения гидромодуля 1:4. Вода может набираться как из водопровода (горячая или хо лодная с последующим подогревом в заторном чане) или из водогрейного бака поз. 18. Температура воды должна быть 54 оС, включается мешалка и засыпает ся дробленый солод. После засыпи температура в заторном аппарате устанав ливается около 52 оС, при ней температуре выдерживается белковая пауза в течение 10 мин. Затем включаются нагреватели и температура повышается до
62 оС. При этой температуре выдерживается мальтозная пауза в течение 30 мин. Затем затор подогревается до 72°С. Конец осахаривания определяют по йодной пробе. После осахаривания затор нагреваем до температуры 78°С, и вы ключаем мешалку. Оставляем затор в покое на 30 мин для осаждения дробины. После этого приступаем к фильтрации.
После остановки мешалки нерастворимая часть затора оседает, создавая фильтрующий слой. Затем начинаем фильтрацию, при помощи насоса возвра щаем обратно в заторный аппарат первые порции мутного сусла. Как только пойдет чистое, прозрачное сусло краны переключаем и набираем в сусловароч ный чан поз.3 первое сусло. При этом необходимо измерить с помощью сахаро метра плотность первого сусла.
После окончания фильтрации первого сусла приступаем к промывке дробины. Для этого в заторный чан подаем горячую воду с температурой 75 оС из водогрейного бака поз. 18. Включаем мешалку на пять минут и снова даем
отстояться. Через 30 мин. начинаем фильтрацию также как и первого сусла. За тем промываем во второй раз. Необходимо измерять плотность промывных вод по сахарометру.
После полного набора аппарата начинаем кипячение сусла с хмелем. Продолжительность кипячения составляет 90–120 мин. Хмель задаем в три приема. Первую часть вносим с закипанием сусла, вторую – через 75 мин после закипания, третью – вносим в отстойный чан поз. 4.
После окончания кипячения выключаем нагревательные элементы и с помощью насоса поз. 9 перекачиваем горячее пивное сусло в отстойный чан поз. 4. Измеряем конечную плотность пивного сусла.
Охлаждение осуществляется в отстойном чане поз.4. Сусло, введенное тангенциально в чан, начинает вращаться, и под действием центробежной силы и силы тяжести, осадок осаждается на коническую часть аппарата. Процесс за канчивается через 120 мин, то есть в течение этого времени сусло находится в отстойном чане.
Из отстойного чана сусло откачивается через верхний патрубок, таким образом осадок остается на дне чана
Охлаждение пивного сусла осуществляется в 2 ступени. Сначала сусло насосом поз. 9 поступает на пластинчатый теплообменник поз.5, находящийся в варочном отделении. На первой ступени сусло охлаждается с 90 °С до 30–35
°С холодной водой, поступающей из водопровода. В то же время охлаждающая вода нагревается до 55 –60 оС. Эту воду направляем в водогрейный бак. На вто рой ступени сусло проходит через пластинчатый теплообменник поз. 6, находя щийся в бродильном отделении. В этом случае хладагентом является вода с температурой 2 оС, которая находится в баке ледяной воды поз. 7. При прохо ждении через теплообменник вода нагревается, поэтому подачу ледяной воды в змеевики танков необходимо отключить во избежание нагрева бродящего пива. Перед подачей охлажденного пивного сусла в бродильный танк поз. 11,
туда задаются предварительно разброженные пивные дрожжи. Сусло вводится в бродильный танк совместно с подачей воздуха, чтобы насытить сусло кисло
родом. Для сбраживания пива используются дрожжи низового брожения – Sacchoromyсes carlsbergensis. Соответствующую порцию дрожжей смешивают с пивным суслом в дрожжанке и тщательно перемешивают для насыщения кис лородом.
Вначале главное брожение осуществляется при атмосферном давлении, то есть угловой клапан на шпунт аппарате должен быть открыт. Снижение со держания сахаров измеряется каждый день по сахарометру. Во время брожения поддерживается следующий температурный режим: вначале брожения 6 – 7°С, затем на 3 – 5 сутки брожения температура постепенно поднимается до 11 – 12 оС, в змеевик начинают подавать холодную воду и к концу брожения темпера тура молодого пива достигает 6°С.
Как только содержание СВ в сусле достигнет 6 %, угловой клапан на шпунт – аппарате закрывают и набирают давление. По достижении концентра ции СВ сусла 4,5 % давление в танке увеличивают до 0,07 МПа. Температуру снижают до 4 оС и с помощью насоса поз. 12 перекачивают на дображивание и выдержку пива. Перед перекачкой пива снимают дрожжи, которые в конце главного брожения оседают в части аппарата. После окончания главного бро жения прекращают установление концентрации СВ сусла. Продолжительность главного брожения составляет 5–7 дней.
Дображивание пива осуществляется в танках для дображивания поз. 11 при температуре 2–4 °С. Продолжительность дображивания зависит от сорта приготовляемого пива.
В процессе дображивания происходит дальнейшее осаждение дрожже вых клеток. Поэтому в ходе дображивания необходимо каждые 2–3 дня удалять дрожжи. В течение дображивания необходимо обращать внимание на давление в танке, которое необходимо поддерживать в пределах 0,03 – 0,07 МПа. Давле ние в аппарате регулируется шпунт аппаратом. По окончании дображивания пиво подается на фильтрацию.
Фильтрация осуществляется с помощью рамного фильтра поз. 13. На фильтр пиво подается насосом поз. 12. При фильтрации необходимо соединить
угловые клапаны танков, для того чтобы в танках было одинаковое давление. Отфильтрованное пиво направляется в танк для хранения готового пива
поз. 14. Готовое пиво разливают в кеги емкостью 50 дм3. Перед розливом кеги необходимо тщательно вымыть. Фитинги моют отдельно.
3. Подбор оборудования
Оборудование для подготовки зернопродуктов
В расчете оборудования примем количество перерабатываемых зерно
продуктов в сутки 340 кг.
Для взвешивания солода и ячменя принимаем к установке весы наполь
ные типа ВРН8.
Солодробилка должна обеспечивать дробленным сырьем в течение 1,5
2,0 часов 1 варку. Принимаем к установке вальцовую дробилку типа ROBIXQ
60/120, со следующими техническими показателями: пределы регулирования ширины зазора 0,2–4,5 мм; приводной электродвигатель CZF90L–4k номинальная потребляемая мощность 1,45 кВт число оборотов в мин. 1400
приводное напряжение 220 В максимальная сила тока 6,6 А габаритные размеры, мм: длина 540
ширина 300 высота 410 масса, кг 50
Оборудование варочного отделения
В варочном отделении установлены следующие аппараты: заторно фильтрационный чан, чан для кипячения сусла с хмелем, отстойный чан и бак для горячей воды.
Заторнофильтрационный чан
Для расчета объема заторнофильтрационного чана воспользуемся дан ными продуктового расчета (табл. 2). Суточный объем горячего сусла состав ляет 2170 л. Рассчитаем необходимый объем заторнофильтрационного чана:
2170/1000∙2=1,085м3;
Примем коэффициент заполнения аппарата равным 0,85. Тогда по
лезный объем аппарата:
1,085/0,85=1,28 м3.
Принимаем к установке заторнофильтрационный чан со следующими техническими характеристиками:
общий объем 1500 л; полезный объем 1300 л; потребляемая мощность:
двигателями 0,55 кВт; для обогрева 12 кВт; насосом 0,3 кВт;
габаритные размеры: высота 2280 мм; диаметр 1000 мм.
Для обеспечения минимальной потери тепла чан окружен термоизоля
цией из специального материала.
Чан для кипячения сусла с хмелем
Объем чана для кипячения сусла с хмелем примем равным объему за
торнофильтрационного чана. Его технические характеристики:
общий объем 1500 л; полезный объем 1300 л; потребляемая мощность:
для обогрева 18 кВт. Габаритные размеры:
высота 2000 мм; диаметр 1000 мм. Отстойный чан
Объем отстойного чана также примем равным объему заторнофильтра
ционного чана. Технические характеристики отстойного чана:
общий объем 1500 л;
полезный объем 1300 л; Габаритные размеры:
высота 2000 мм;
диаметр 1000 мм.
Бак для горячей воды
Запас горячей воды в варочном отделении необходим для промывки дробины и для мойки оборудования. Объем бака примем равным 800 литров. Потребляемая мощность для обогрева 18 кВт.
Оборудование бродильного отделения
Главное брожение и дображивание пива осуществляется в цилиндроко нических бродильных аппаратах по периодической схеме для всех сортов пива. Принимаем к установке бродильные аппараты со следующими техническими характеристиками:
полный объем 2700 л;
полезный объем 2550 л; габаритные размеры:
высота 3500 мм;
диаметр 1000 мм.
Аппараты снабжены змеевиковыми охладителями, шпунт аппаратами и покрыты снаружи теплоизолирующим материалом.
Для расчета необходимого количества аппаратов для каждого сорта пива воспользуемся данными продуктового расчета.
Оборачиваемость бродильного аппарата для каждого сорта пива опреде
ляется по следующей формуле:
для Флотского пива 29,8∙11,33/(7+0,5)=45 раз,
где 29,8 – количество суток работы бродильного цеха в месяц (табл.36 [1])
11,33 – количество месяцев работы бродильного цеха в год;
7 – продолжительность брожения Флотского пива, сут;
0,5 – время, необходимое для заполнения, опорожнения и мойки аппарата после каждого оборота, час.
для пива «Угар» 29,8∙11,33/(8+0,5)=39,7 раз;
для пива «Маза» 29,8∙11,33/(8+0,5)=39,7 раз. Необходимое количество бродильных аппаратов для каждого сорта пива
определяется по следующей формуле:
для Флотского пива 42120/200∙45=4,68 аппарата; для пива «Угар» 12960/200∙39,7=1,63 аппарата; для пива «Маза» 9720/200∙39,7=1,22 аппарата.
Всего бродильных аппаратов потребуется: 4,68+1,63+1,22=8 аппаратов. Оборачиваемость аппарата для дображивания и выдержки пива определяется следующим образом:
для Флотского пива 30∙11,33/(21+0,5)=15,8 раз;
для пива «Угар» 30∙11,33/(42+0,5)=8 раз;
для пива «Маза» 30∙11,33/(30+0,5)=11,1 раз. Необходимое количество аппаратов для дображивания: для Флотского пива 40950/200∙15,8=13 аппаратов;
для пива «Угар» 12624/200∙8=7,89 аппаратов;
для пива «Маза» 9468/200∙11,1=4,3 аппаратов.
Всего аппаратов для дображивания пива потребуется:
17+7,89+4,3=30 аппаратов.
Общее количество аппаратов в бродильном отделении с учетом двух аппаратов для готового пива:
30+8+2=40 аппаратов.
Кроме этого в бродильном отделении установлен бак ледяной воды со следующими характеристиками:
объем 6000 л; габаритные размеры: высота 2000 мм; диаметр 2000 мм.
Фильтр для готового пива
По окончании дображивания готовое пиво подвергается фильтрации.
Для этого используем рамный фильтр IRF40 (Италия), со следующими харак
теристиками:
производительность 500 л/час; площадь фильтрации 2,7 м3; количество плит, шт18. Теплообменные аппараты
Для охлаждения горячего сусла, поступающего в бродильное отделение устанавливаем два пластинчатых теплообменника типа МЦ800. В первом из них сусло охлаждается с 90 оС до 30 оС. Его технические характеристики:
площадь теплообмена 0,3 м3;
число пластин 54.
Во втором теплообменнике сусло охлаждается с 30 С до 6 С. Его харак
теристики следующие:
площадь теплообмена 0,2 м3;
число пластин 37. Насосы
Для перекачивания пивного сусла из чана для кипячения с хмелем в от стойныйчан и из отстойного чана в чан для брожения используем центробеж ный насос типа 94115 А производительностью 180 л/час. Такой же насос ис пользуем для перекачивания сусла из заторнофильтрационного чана в чан для кипячения сусла с хмелем.
Для подачи дезинфицирующего раствора используем центробежный на сос типа 94125 А производительностью 120 л/час. Аналогичный насос исполь зуем для фильтрации готового пива через рамный фильтр.
4. Расчет продуктов
Ассортимент выпускаемой продукции.
Продуктовый расчет произведем на 100 кг зернопродуктов, расходуе мых для каждого наименования пива с последующим пересчетом полученных данных на 1 дал и на годовой выпуск продукции. Ассортимент выпускаемой
продукции примем следующий (в % к общему выпуску): Флотское специаль
ное– 65, Угар – 20, Маза –15. Флотское специальное пиво.
Готовится с применением 90 % солода и 10 % несоложенного сырья (ку
курузной крупки), т.е. на 100 кг расходуемого сырья приходится 90 кг солода и
10 кг кукурузной крупки. Потери солода при полировке 0,2% к количеству со лода При влажности солода 5,6 %, кукурузной крупки – 15 % количество сухих веществ в заторе будет:
в солоде – 90∙(1–0,056)=84,96 кг;
в кукурузной крупке –10∙(1–0,15)= 8,5 кг.
Всего сухих веществ (СВ) в сырье 84,96+8,5=93,46кг. Принимаем экс трактивность солода 76 %, а кукурузной крупки – 76 % от массы СВ. Тогда со держание экстрактивных веществ в сырье будет равно:
в солоде – 84,96∙0,76=64,57 кг;
в кукурузной крупке –8,5∙0,76=6,46 кг.
Всего экстрактивных веществ содержится 64,57+6,46=71,03кг. Часть экстракта (1,7 % от массы затираемых зернопродуктов) теряется в дробине, поэтому в сусло перейдет экстрактивных веществ: 71,03(1–0,017)= 69,82 кг. Оставшееся в дробине количество СВ определяют разностью между массой зернопродуктов и массой экстрактивных веществ, переходящих в сусло:93,46–
69,82=23,64 кг.
Пиво «Угар». Экстрактивность нач. сусла – 12 %.
Готовится только из светлого солода с влажностью 5,3 % и экстрактив ностью 77%. В 100 кг солода, поступающего на дробление содержание сухих веществ составляет:
100∙(1–0,053)= 94,7 кг.
Содержание экстрактивных веществ в солоде составляет:
94,7∙0,77=72,92кг. Потери экстракта в дробине – 2,2 % от массы экстрактивных веществ за
тираемого сырья. Следовательно, в сусло перейдет экстрактивных веществ:
72,95(1–0,022)= 71,35 кг.
Остается в дробине сухих веществ: 94,7–71,35=23,35 кг. Пиво «Маза». Экстрактивность нач. сусла 13%.
Готовят из следующей смеси зернопродуктов: солод светлый 82 %, рисовой сечки – 14 %, сахарсырец – 4 %. При влажности светлого солода 5,6
%, рисовой сечки – 15 % и сахарасырца – 0,9% количество СВ будет равно:
в светлом солоде 82(1–0,056)=77,4 кг;
в рисовой сечке 14(1–0,15)=11,9 кг;
в сахаре сырце 4(1–0,009)=3,96 кг.
Всего количество СВ в сырье, поступающем на дробление, будет:
77,4+11,9+3,96=93,26 кг.
При экстрактивности светлого солода – 76 %, рисовой сечки– 85 % и са
хара сырца – 99,6 % от массы СВ на затирание поступает:
со светлым солодом 77,4∙0,76=58,82 кг;
с рисовой сечкой 11,9∙0,85=10,12 кг;
с сахаромсырцом 3,96∙0,996=3,95 кг.
Всего в сырье содержится экстрактивных веществ:
58,82+10,12+3,95=72,89 кг.
Экстрактивных веществ (при потере в дробине 2,24%) переходит в су сло 72,89(10,024)=71,14 кг. В дробине останется СВ: 93,26–71,14=22,12 кг. Определение промежуточного продукта
Исходными данными для расчета количества промежуточных продуктов являются величины начальной концентрации сусла и объемных потерь по ста диям производства пива.
Горячее сусло
Согласно проведенному расчету в сусло переходит следующее количе
ство экстрактивных веществ:
Флотское специальное –69,82 кг;
Угар – 71,35 кг; Маза –71,14 кг.
При установленной концентрации Флотского сусла 11 %, Угар – 12 %, Маза – 13 % из полученного количества экстрактивных веществ получится су сла:
Флотское (69,82 ∙100)/11=634,73 кг; Угар (71,35∙100)/12=594,58 кг; Маза (71,14∙100)/13=547,23кг.
Объем сусла при 20 оС (при относительной плотности Флотского сусла
1,0442, Рижского – 1,0482 и Маза – 1,0526) составит: Флотское 634,73 /1,0442=607,86 л;
Угар 594,58 /1,0482=567,24 л; Маза 547,23/1,0526=519,9 л.
Объем горячего сусла с учетом его теплового расширения в 1,04 раза ра
вен:
Флотское 607,86∙1,04=632,17 л; Угар 567,24∙1,04=589,9 л;
Маза 519,9∙1,04=540,7 л.
Холодное сусло
Потери сусла в хмелевой дробине, сжатии, на смачивание трубопрово
дов принимаем для Флотского пива – 7,75 %, для Угар – 7,82 % и для Маза –
7,86 % от объема горячего сусла, приведенного к объему при 20 оС. Таким образом, объем холодного сусла составит:
Флотское 632,17(1–0,0775)=583,2 л; Угар 589,9(1–0,0782)=543,8 л;
Маза 540,7(1–0,0786)=498,2 л. Молодое пиво
Потери в бродильном цехе к объему холодного сусла составляют для Флотского пива – 2,91 %, для пива «Угар» – 2,69 %, для пива «Маза» 2,72 %. При этих потерях объем молодого пива равен:
Флотское 583,2(1–0,0291)=566,2 л; Угар 543,8(1–0,0269)=529,2 л;
Маза 498,2(1–0,0272)=484,6 л.
Фильтрованное пиво
Потери в цехе дображивания и фильтрации составляют к объему моло дого пива Флотского – 3,43 %, Угар – 3,51% и Маза – 3,5 %. При этих потерях количество фильтрованного пива:
Флотское 566,2(1–0,0343)=546,8 л; Угар 529,2(1–0,0351)=510,6 л; Маза 484,6(1–0,035)=467,6 л.
Товарное пиво
Потери товарного пива к объему отфильтрованного пива при розливе в
КЕГи составляют 1,05%. В итоге количество товарного пива будет: Флотское 546,8(1–0,015)=538,6 л;
Угар 510,6(1–0,015)=502,9 л; Маза 467,6(1–0,015)= 460,6 л.
Суммарные видимые потери по жидкой фазе определяются по разности объемов горячего сусла и товарного пива:
Флотское 632,17– 538,6=93,6 л; Угар 589,9502,9=87 л;
Маза 540,7 460,6=80,1 л.
Или в % к объему горячего сусла: Флотское 93,6∙100/632,17=14,8 %; Угар 87∙100/589,9=14,7 %;
Маза 80,1∙100/540,7=14,8 %.
Определение расхода хмеля, ферментных препаратов и молочной кислоты
Хмель
Расход хмеля на 1 дал пива принимается по действующим в промыш
ленности нормам. Норма хмеля для Флотского пива равна 12,877 г, для пива
«Угар» – 15,457 г, для пива «Маза» – 17,34 г на 1 дал товарного пива. При этих нормах расход хмеля по сортам пива будет:
Флотское (538,6 ∙0,012877)/10=0,69 кг; Угар (502,9∙0,015457)/10=0,78 кг;
Маза (460,6∙0,01734)/10=0,8 кг. Ферментные препараты
Флотское специальное
Коллагеназа на 1 дал расходуется 1,373г.
Угар на 1 дал расходуется протосубтилина Г20х 0,12 г, коллагеназы 1,5 г.
Маза на 1 дал расходуется амилоризина П10х 0,07г, протосубтилин Г20х 0,28г, коллагеназы 1,3 – 2 г.
Молочная кислота
Расходуется для подкисления затора из расчета 0,08 кг 100 %ной мо
лочной кислоты на 100 кг зернового сырья (табл.38 [1]). Определение количества отходов
Пивная дробина
Количество образуемой пивной дробины влажностью 86 % определяет
ся умножением количества СВ, остающихся в дробине, на коэффициент:
100/(100–86)=7,14.
Количество пивной дробины при варке сусла пива: Флотское 23,64∙7,14=168,79 кг;
Угар 23,35∙7,14=166,7 кг; Маза 22,12∙7,14=157,9 кг.
Хмелевая дробина
Безводной хмелевой дробины получается 60 % от массы израсходован
ного хмеля, а дробины с влажностью 85 % образуется в 6,67 раза больше:
100:(100–85)=6,67.
При приготовлении 1 дал пива влажной дробины получается: Флотское 0,69∙0,6∙6,67=2,76 кг;
Угар 0,78∙0,6∙6,67=3,12 кг; Маза 0,8∙0,6∙6,67=3,2 кг. Избыточные дрожжи
Расход дрожжей с влажностью 86 % на 10 дал бродящего пива при клас сической схеме 1,0 л. Половина избыточных дрожжей используется в качестве засевных, а другая половина является отходом. Количество дрожжей, идущих в отходы, определяется умножением количества товарного пива в литрах на 0,01 и составляет:
Флотское 538,6∙0,01=5,39 л;
Угар 502,9∙0,01=5,03 л; Маза 460,6∙0,01=4,6 л. Диоксид углерода
Из уравнения брожения следует, что 342 г сброженной мальтозы образу ют 176 г диоксида углерода. Если принять, что сброженный экстракт представ ляет собой мальтозу, то можно подсчитать количество образующегося диокси да углерода следующим образом. В бродильное отделение поступило холодно го сусла пива:
Флотское 583,2∙1,0442=608,98 кг; Угар 543,8∙1,0482=570,0 кг;
Маза 498,2∙1,0526=524,4 кг.
В нем содержится экстрактивных веществ: Флотское 608,98∙0,11=66,99 кг;
Угар 570,0∙0,12=68,4 кг; Маза 524,4∙0,13=68,2 кг.
При действительной степени сбраживания Флотского пива 50 %, Шипки
– 52 % и Царь пушки – 48 % образуется диоксида углерода: Флотское 66,99∙0,5(176/342)=17,24 кг;
Угар 68,4∙0,52(176/342)=18,3 кг;
Маза 68,2∙0,48(176/342)=16,8 кг.
Часть образующегося диоксида углерода (0,35 % от массы холодного сусла) связывается с пивом:
Флотское 608,98∙0,0035=2,13 кг; Угар 570,0∙0,0035=2,0 кг;
Маза 524,4∙0,0035=1,84 кг.
Выделяется в атмосферу следующее количество диоксида углерода по сортам пива:
Флотское17,24–2,13=15,11 кг; Угар 18,3–2,0 =16,3 кг;
Маза 16,8–1,84=14,96 кг.
Масса 1 м3 диоксида углерода при 20 оС и давлении 0,1 МПа составляет
1,832 кг. Объем диоксида углерода, выделяющегося в атмосферу: Флотское 15,11:1,832=8,2 м3;
Угар 16,3:1,832=8,9 м3; Маза 14,96:1,832=8,2 м3.
Количество утилизируемого диоксида углерода, выделяющегося при главном брожении на 1 дал товарного пива:
Флотское 15110: 53,86=280,5 г; Угар 16300: 50,29=324 г;
Маза 14960: 46,06=324,8 г. Исправимый брак пива
Образование такого пива по нормативам допускается до 2 % для всех наименований пива.
Сводная таблица продуктов
Приведенными расчетами для каждого наименования пива определено количество промежуточных продуктов, готового пива и отходов, получаемых из 100 кг зернового сырья. Для удобства использования данных продуктового расчета целесообразно их пересчитать на 1 дал готового пива и на его годовой выпуск. При пересчете на 1 дал пива количество каждого продукта делят на ко
личество пива (дал), получаемого из 100 кг зернопродуктов. Годовое количе ство продуктов определяют умножением количества продуктов на 1 дал на го довой выпуск пива. Полученное количество продуктов сводим в табл.1.
Таблица 1
Продуктовый расчет
Пиво «Флотское специаль
Продукт Ед.изм. ное» Пиво «Угар» Пиво «Маза»
На годовую производи На суточ
На 1 дал На 39000 дал На 1 дал На 12000 дал На 1 дал На 9000 дал
тельность 60000 дал
ную
Солод светлый Кг 1,67 65130 1,99 23880 1,78 16200 105030 325,2
Сахар – сырец кг – – – – 0,09 810 810 2,5
Рис кг – – – – 0,315 2835 2835 8,78
Кукуруза кг 0,19 7410 – – – 660,9 660,9 2,2
Сумма зерноприпасов кг 1,86 72540 1,99 23880 2,2 20505,9 109335,9 338,68
Хмель кг 0,013 507 0,016 192 0,017 153 852 2,64
Сусло горячее дал 1,17 45630 1,17 14040 1,17 10530 70200 217,3
Сусло холодное дал 1.08 42120 1,08 12960 1,08 9720 64800 200.62
Пиво молодое дал 1,05 40950 1,052 12624 1,052 9468 63042 195,2
Пиво фильтрованное дал 1,015 39585 1,015 12180 1,015 9135 60900 188,5
Пиво товарное дал 1 39000 1 12000 1 9000 60000 186
Дробина солодовая кг 3,13 122070 3,31 39720 3,43 30870 192660 596,5
Дробина хмелевая кг 0,051 1989 0,06 720 0,07 630 3339 10,34
Дрожжи семенные дм3 0,1 3900 0,1 1200 0,1 900 6000 18,6
Дрожжи товарные дм3 0,1 3900 0,1 1200 0,1 900 6000 18,6
Свободная углекислота кг 0,28 10920 0,32 3840 0,32 2880 17640 54,6
Ферментный препарат кг 0,025 975 0,029 348 0,0325 293,1 1616,1 5
Молочная кислота 100 % 0,0014 16,8 – – – – 16,8 –
5. Строительная часть
Минипивзавод расположен в здании размером 12х24 м. В здании нахо
дятся следующие помещения:
склад зернопродуктов 22,5 м2; склад тары 16,5 м2; раздевалка 8,4 м2; кабинет технолога 13,5 м2; бродильное отделение 90,8 м2; компрессорная 7,6 м2; лаборатория 9,1 м2; санузел 3,0 м2; варочное отделение 20,7 м2; моечное отделение 8,1 м2; подсобное помещение 3,8 м2. Высота здания 4,8 м, сетка колонн 6х6 м.
Строительные конструкции выбраны крупнопанельными по железобе тонному каркасу из условия обеспечения прочности, устойчивости и огнестой кости здания.
Составные части здания:
1. Фундамент под колонны стаканного типа, размером 1700х1700х400 мм, вы
сота 1000х1000х850.
2. Колонны: сечение квадратного типа размером 400х400 мм.
3. Стены двухслойные панельные, размером 600х1200х300 мм.
4. Окна выполнены в светопроеме. Ширина оконных проемов 1500мм, высота
1500мм.
5. Двери деревянные высотой 2500 мм и шириной 1500 мм.
6. Перегородки кирпичные шириной 200 мм.
7. Конструкция пола: грунт; песчаная подсыпка; бетонное покрытие; гидроизо
ляция; цементная стяжка; мозаичное покрытие.
8. Кровля здания рулонного типа, включает следующие элементы: железобе тонная плита; цементная стяжка; пароизоляция; утеплитель; цементная стяжка; бронирующий слой.
Для удаления атмосферных осадков применяется водосток.
6. Производственная санитария
На пивоваренных заводах необходимо строго соблюдать санитарные правила. Надо своевременно удалять отходы, поддерживать чистоту помеще ний, оборудования, трубопроводов, следить за личной гигиеной обслуживаю щего персонала. Основной профилактической мерой борьбы с инфекцией яв ляется своевременная и регулярная дезинфекция. Нарушение санитарных пра вил ведет к порче готовой продукции.
Для дезинфекции производственной аппаратуры и трубопроводов при меняют следующие дезинфицирующие средства: гашеную известь, каустиче скую и кальцинированную соду, хлорную известь, антиформин и формалин.
Химические вещества для приготовления дезинфицирующих средств должны храниться в отдельном помещении. При дезинфекции следует пользо ваться только свежеприготовленными растворами.
Перед дезинфекцией необходимо всю аппаратуру тщательно механиче ски очистить, а после проведения дезинфекции тщательно промыть аппаратуру, емкости, трубопроводы водой до полного удаления дезинфицирующих средств. Общая дезинфекция пивоваренного производства должна производиться
не реже одного раза в неделю по всем стадиям технологического процесса. Потолок и стены помещения, где находится дробилка, следует очищать
от пыли и паутины не реже одного раза в неделю и белить не реже одного раза в квартал. Дробилку для солода необходимо ежедневно очищать от мучной пыли и грязи.
Внутреннюю поверхность варочных котлов следует промывать перед каждой новой варкой и по окончании ее, а наружные части чистить до блеска. Все суслопроводы после каждой перекачки нужно промывать холодной водой. Солодовую и хмелевую дробину после промывки нужно немедленно удалять из цеха в специально отведенные сборники.
Запасные баки для холодной и горячей воды промывать не реже одного раза в месяц и дезинфицировать известковым молоком или хлорной известью, после чего тщательно ополаскивать чистой водой.
После опорожнения бродильные чаны механически очищают щетками,
затем ополаскивают водой, после мойки дезинфицируют внутреннюю поверх ность чана 1%ным водным раствором хлорной извести в течение 30 мин. и вторично промывают водой.
Мелкий инвентарь ( пробники для пива, пробные стаканы для сусла, из мерительные цилиндры, термометры ) до и после употребления должен быть хорошо промыт и храниться в специальном шкафу.
Резиновые шланги следует промывать водой и один раз в неделю обез
зараживать антиформином.
После выпуска пива из лагерных танков внутреннюю поверхность их промывают чистой водой со щетками, а перед наполнением дезинфицируют
1%ным водным раствором хлорной извести или раствором свежегашеной из
вести и обмывают сильной струей чистой воды.
Сапоги, щетки и швабры, применяемые для уборки внутренней поверх ности аппаратуры, следует обеззараживать водным раствором хлорной извести или антиформином и хранить в специальном шкафу.
Всю систему розлива и пивонапорные баки один раз в неделю следует подвергать механической очистке, после чего дезинфицировать паром или ан тиформином с последующей промывкой чистой водой.
Пригодные для розлива бочки моют водой температурой 45–55°С на бочкомоечных машинах. Внутреннюю поверхность бочек дезинфицируют вод ным осветленным раствором хлорной извести, после чего бочки ополаскивают ся чистой водой.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Голикова Н.В. Белки в пивоварении. –М.:Легкая и пищевая промышлен
ность.
2. Веселов И.Я. и др. Изменение азотистых веществ в сусле и пиве в зави симости от состава затора и температуры брожения (обзор). – М.:Пище вая промть, 1973.– 32 c.
3. Hernander – Pinerna J. R. Lewis M. J. Disposal of excess brewers glast by re
cyc. eling to the brew. – J. Inst. Brewing, 1975, v. 81, p. 476 – 483.
4. Веселов И. Я. , Арсланбеков И. Г. , Поляков В. А. О влиянии повторного замачивания на солодоращение и качество солода. – Известия вузов СССР. Пищевая технология, 1973, N 5, с. 10 – 14.
5. Narzib L., Lintz B. Der Einflubeiner verschieden langen Einweibrast auf die Stick stoffverhaltnisse in Wurze und Bier. – Brauwissenschaft, 1975, v.28, N10, s. 300 – 305.
6. Versuche zur Begrenzung des Eiweiblosungsgrades und ihre Problematik / L. Narzib, E. Reichender, Rusitzka P. u. a. – Brauwelt, 1975, N 27, s. 901 – 905.
7. Tressl R. Aromastoffe des Bieres und iher Enstehung. – Brauwelt, 1976, N
39, s. 1251 – 1259.
8. Nielebock C., Hammerling A. Die Bedeutung der Protease bei der Bierher
stellung. – Die Lebensmittel – Industrie, 1975, v.22, N 7, s. 306 – 308. Grochowski S., Ehlies H., Hammerling A., Ergebnisse der Verarbeitung von 60
Proyent Rohgerste. – Die Lebensmitte / Industrie, 1973, N 7, s. 308 – 311.
9. Peppfer H., Reed G. Greast Technology. – London, Publishing House, 1973, p. 660.
10. Enari T.M. Die proteolytischen Enzyme der Gerste. – Brauwissenschaft,
1970, N 9, s. 356.
11. Batesou J.B., Leach A.A. Nitrogen studies of worts in relationship to beer quality. – Europ. Brewers Conv. Proc. 1969, p. 161 – 171.
12. Mac. William J.C., Chapperton J.F. Dimanis aspects of nitrogen metabolism in geast. – Europ. Brewers Conv. Proc., 1969, p. 271 – 279. Enebo L., Johnson E. Enrichment of wort by addition of amino acids. –rewers Conv. Proc., 1965, p. 172 – 181.
13. Грачева И.М. Исследование процесса образования высших спиртов дрожжами. Автореф. докт. дис.– М.: МТИПП, 1972.–72.
14. Коновалов С.А. Биохимия бродильных производств.–М.: Пищевая про
мышленность, 1967.–311 с.
15. Казанская Т.Б. Анюхин Ю.Г. Внеклеточное накопление валина бактери ями семейства Enterobacteriaceae, образующими ацетоин.– Микробиоло гия, 1974,43,N3, с.546–547.
16. Gyertsen P., Shouboe A. By Products of Fermentation and Their Influence on
Beer.–Brewers Digest, 1974, 49,N1,с. 52–62.
17. Грачева И.М. Биосинтез высших спиртов дрожжами. – Микробиология,
1972, т.1, с.97–170.
18. Engan S. Aroma Components of Beer. Esters. J. Inst. Brewing,1973,
79,N3,с.250.
19. Mandle B., Wullinger F., Binder W., Piendle A. ‘Uner den Gehalt verschi
dener Biersorten Garungsuebenprodukten ‘, ‘Brauwelt’,1969,109,84–
85,1581–1588.
20. Гловачек Ф. Пивоварение ( пер. с чешского ). М.:Пищевая промышлен
ность, 1977.–623 с.
21. Нарцисс Л. Технология солода ( пер. с нем.).–М.: Пищевая промышлен
ность, 1980. –523 с.
22. Федоров В.А. Технология и оборудование минипивоваренных заводов. ВНПО «Митра»,1993.–108 c.
23. Фараджева Е.Д., Чувашева К.К. Прогрессивные методы интенсифика ции технологических процессов пивоваренного и безалкогольного производств: Текст лекций/ ВГТА.– Воронеж: Б.И. 1994.–84 с.–Биб лиогр.: с.83.–ISBN 5–230–02798–3
24. Федоров В.А. Технология приготовления пива и оборудование микропи
воваренных заводов. Воронеж 1994.
25. Химикотехнологический контроль производства солода и пива. под ред. П.М. Мальцева. М., Пищевая промышленность., 1976.
26. Балашов В.Е. Дипломное проектирование предприятий по производству пива и безалкогольных напитков. – М.: Легкая и пищевая промышлен ность, 1983.–287 с.