Технологическое оборудование отрасли"-пивоваренное производство.

Оглавление
Введение.
1.Технологическая схема производства пива.
2.Основные этапы производства пива.
3.Качества пива перед фильтрованием.
4.Фильтрация пива.
5.Процессы, происходящие при фильтровании пива
5.1.Физико-механические процессы.
5.2.Физико-химические процессы.
5.3.Биологические процессы.
6.Способы фильтрования
7.Механизмы осаждения
8.Описание фильтрующих перегородок.
7.Вспомогательные материалы для фильтрования.
7.1.Кизельгур, используемый в фильтровании пива.
7.2.Виды кизельгура
7.3.Критерии оценки качества кизельгура.
7.3.1.Химический состав.
7.3.2.Пропускная способность (водопроницаемость)
7.3.3.Объем во влажном состоянии (намывной объем).
7.3.4.Объемно-насыпная плотность.
8.Виды фильтров
8.1.Тарельчатый фильтр
9.Контроль над фильтрованием.
10.Кизельгуровый шлам.
Заключение
Литература

Технологическое оборудование отрасли"-пивоваренное производство.

Движущей силой этого процесса всегда является разность давлений на входе и выходе из него.На входе давление всегда больше выходного давления. Чем больше разность давлений, тем выше сопротивление фильтрата.Механизмы осаждения Существует несколько механизмов осаждения:Поверхностное фильтрование (фильтрование по принципу сита) – частицы не могут проникнуть в поры фильтрованной перегородки, остаются на поверхности, образуя толстый фильтрованный слой. С увеличением фильтровального слоя, процесс становится более глубоким, скорость фильтрования снижается.Глубинное фильтрование – для этого применяются высокопрочные материалы, обладающие развитой поверхностью и лабиринтной структурой. Поэтому фильтруемая жидкость проходит большой путь и частицы осаждаются благодаря механическому эффекту, застреваяв развитой структуре материала. Поры забиваются медленно, скорость фильтрования снижается. Возникает абсорбция, так как тонкие частицы несут электрический заряд, различный с зарядом поверхности, то частицы осаждаются.Описание фильтрующих перегородок.Для фильтрования применяются фильтровальные перегородки следующих видов:Сита всех видов, металлические и щелевые сита в виде навитой профильной проволоки;Металлическая или текстильная ткань – легко моется и дезинфицируется;Фильтрующие слои из целлюлозы, хлопка, кизельгура, перлита, стеклянных нитей.Насыпные материалы – гравий для фильтрования воды, намывные слои из вспомогательных фильтрующих средств;Пористые материалы – металлокерамические сплавы или спеченные металлы, применяемые для подачи воздуха в жидкость;Мембраны – изготавливаются полиуретана, полиакрила, поликарбоната и других материалов. Толщина мембраны составляет 0,02-1 мкм и для предотвращения их разрыва, их подкладывают на подложку с большими отверстиями. На Рис.2 показаны размеры частиц и пор, которые применяются при фильтровании.Рис. 2 – Размеры частиц и пор.Вспомогательные материалы для фильтрования.Вспомогательные фильтрующие средства – это порошкообразные материалы (кизельгур, перлит), которые намываются на фильтровальную перегородку (ткань, сито), форма и структура которой делают фильтрование возможным в принципе. Вспомогательные фильтрующие материалы определяют процесс фильтрование, однако их применение без фильтрующей перегородки невозможно.Кизельгур, используемый в фильтровании пива.Кизельгур – это одноклеточные ископаемые инфузорных водорослей (диатомит), состоящие из диоксида кремния. Насчитывают около 15 000 видов таких водорослей.Кизельгур образовывался на дне морей и океанов. В некоторых месторождениях толщина слоя кизельгура составляет более ста метров. Однако, на многих месторождения добыча кизельгура невыгодна по экономическим причинам. Кизельгур добывают в Калифорнии, Мексике, Исландии, Франции, Испании и в Китае. Месторождения разрабатывают открытым способом.Средние и грубые марки кизельгура могут использоваться на стадиях очистки технологической воды. В частности, воды, которая используется для получения сусла.Фильтровальные материалы могут быть добавлены и в сусловарочный котел с целью получения компактного хлопьевидного осадка (бруха). Для этой цели лучше всего подходят тонкие марки фильтровальных материалов, которые характеризуются большой удельной поверхностью и меньшими размерами частиц, что обеспечивает лучшее осаждение коллоидов сусла, а, следовательно, и осветление.Грубые марки фильтровальных материалов могут быть использованы для фильтрования белкового отстоя с целью уменьшения ХПК и БПК отходов, а отфильтрованное сусло может быть использовано для последующей варки. С их помощью можно удалять холодный брух после охлаждения сусла, перед перекачкой его в бродильные танки. Они также могут применяться для удаления мути и взвесей из рециркулируемой технической воды с целью очистки ее повторного использования. Виды кизельгураОбработка кизельгура возможна тремя способами: Высушенный кизельгурМатериал измельчают и высушивают при температуре 4000С в роторных трубчатых печах. Такая обработка дает возможность сохранения естественной формы оболочки диатомитов и ее пористость, позволяющую изготовить кизельгур для самостоятельного тонкого фильтрованияРис. 3 – Тонкий кизельгур (увеличение в 1000 раз). Кальцинированный (прокаленный) кизельгур.Высушенный материал нагревают до 8000С. Внешние поверхности кизельгура спекаются , образуя крупные частицы. Внутренняя пористая структура и ее фильтрационная активность сохраняются. Кальцинированный под флюсом кизельгур.Для приготовления еще более быстро фильтрующего кизельгура к сырому диатомиту в печь добавляют в качестве флюса хлорид или карбонат натрия. Температура плавления диоксида кремния увеличивается, и кизельгур накаляется до 800-9000С. В процессе спекания образуются крупные частицы – агломераты. Неорганические включения переходят в трудно растворимую форму и придают крупному, калькированному под флюсом кизельгуру почти безупречный белый цвет. Грубый кизельгур используется преимущественно для нанесения предварительного слоя. Скорость фильтрования в основном зависит от крупности кизельгура. Чем мельче кизельгур, тем прозрачнее фильтрат, но тем ниже скорость фильтрования. И наоборот, крупные кизельгуры фильтруют быстро, но не так качественно. Критерии оценки качества кизельгура.Качество кизельгура (диатомита) оценивается по внешнему виду, цвету, запаху, химическим и физическим показателям.При оценке физических показателей их информационная значимость располагается в следующей последовательности:Пропускная способность (водопроницаемость);Объемная масса во влажном состоянии;Объемно-насыпная масса;Гранулометрический состав;Величина рН водной вытяжки;Массовая доля растворимых веществ.По внешнему виду кизельгуры представляют собой тонкий, легкий порошок белого, серого, кремового или розового цвета без запаха. Химический состав.Химический состав кизельгуров определяется качеством исходного материала и способом его обработки. Главным компонентом кизельгуров является диоксид кремния, массовая доля которого превышает 80%. Основные отличия касаются содержания в них окисей железа, алюминия, титана, кальция, магния и щелочных металлов. Диоксид железа влияет на цвет продукта. Превышение массовой доли диоксида железа в кизельгуре более 2% отрицательно сказывается на вкусе и цвете пива. Наличие магния также может быть причиной окрашивания фильтрующего материала. Силикаты алюминия – нежелательный балласт, который снижает фильтрационные свойства кизельгуров. Их содержание в пересчете на диоксид алюминия не должно превышать 7,5%. Щелочные металлы попадают в кизельгур при обработке. В водных растворах в присутствии ионов рН смещается в щелочную сторону. В таблице 1 приведены данные по химическому составу различных марок кизельгуров фирмы Celite и показатели, регламентируемые отечественным стандартом (ТУ 10-05031531-378-94).Таблица 1. – Химический состав кизельгуров фирмы Celite.ПоказательCeliteКизельгуры марок А,Б и ВFC (тонкий)SSC (среднетонкий)HSC (грубый)SiO286.290.688.980Fe2O31.51.61.44.0Al2O33.74.24.07.5MgO0.60.60.62.0CaO0.50.40.52.0Na2O+K2O1.21.03.44.0TiO30.20.20.2-Важное свойство фильтровального материала – его инертность к фильтруемому пиву, так как растворимве вещества могут повлиять на вкус. Допускается содержание экстрагируемых водой веществ не более 1%. В таблице 2 даны сведения о допустимых границах растворения тяжелых металлов при фильтровании пива через кизельгур. Для сравнения даны результаты по растворимости железа и кальция для нескольких образцов кизельгура.Табл. 2 – Растворимость тяжелых металлов (мг/кг)КатионыМарки кизельгураHSCSSCFCEFe1629962Ca110200200Пропускная способность (водопроницаемость)Одним из важнейших показателей, характеризующих фильтрационные свойства кизельгуров, является его пропускная способность. Значение показателя зависит от метода, используемого для его определения (таблица 3), и температуры, с повышением которой возрастает водопроницаемость материалов. Так, увеличение температуры, с повышением которой возрастает водопроницаемость материалов. Так увеличение температуры с 15 до 200С способствует повышению пропускной способности на 10%. Табл. 3 – Пропускная способность кизельгуров (л/мин м2)Марка кизельгураМетоды фирмыFiltroxCeliteDecaliteFC3510032HSC600500600Speedflow310200235Объем во влажном состоянии (намывной объем).Намывной объем показывает, какой объем займет кизельгур во влажном слое. Это позволяет определить толщину фильтрационного слоя при намыве основного слоя. На основании намывного объема можно рассчитать обратную величину – объемную массу или плотность во влажном состоянии (кг/м3) (таблица 4).