Модернизация установки для осветления горячего охмеленного сусла с системой стриппинга (дополнительного испарения для пивоваренного производства мощностью 10 млн. дал в год (плотность сусла 11%, 12 варок, 323 рабочих дня).

Оглавление
Введение
1.Технология производства пива
2.Охлаждение сусла
3.Осветление горячего охмеленного сусла
4.Процессы, происходящие при охлаждении и осветлении сусла
5.Оборудование для осветления
5.1.Холодильная тарелка
5.2.Отстойный чан
5.3.Гидроциклонный аппарат (Вирпул)
5.4.Сепараторы
5.5..Сравнение способов осветления и охлаждения сусла
5.6.Оборудование с системой стриппинга
6.Тепловой расчет
6.1.Расчет тепла, удаляемого из сусловарочного аппарата, которое может быть использовано повторно
6.2.Расход пара на варку пивного сусла
6.3.Расход тепла в сусловарочном котле
Заключение
Литература

Модернизация установки для осветления горячего охмеленного сусла с системой стриппинга (дополнительного испарения для пивоваренного производства мощностью 10 млн. дал в год (плотность сусла 11%, 12 варок, 323 рабочих дня).

Также при охлаждении сусла происходит небольшое уменьшение объема сусла в результате выпаривания воды и повышается концентрация сусла.Осветление горячего охмеленного сусла.Взвесь – это мелкодисперсные частицы, находящиеся в астворе в разрозненном состоянии.Из горячего охмеленного сусла выделяются взвеси, средний размер которых 30-80 мкм, они немного тяжелее сусла и поэтому эти частицы оседают. Для осаждения взвесей требуется значительное время.Если же взвеси из сусла не удалять, то они оказывают вред для дальнейшего пивоваренного процесса:- препятствуют осветлению сусла;- склеивают дрожжи;- увеличивают количество белкового отстоя, приводящие к потере сусла;- содержат жирные кислоты солода;- затрудняют фильтрование пива.Количество взвесей горячего охмеленного сусла составляет около 6000-8000 мг/л после перекачки горячего охмеленного сусла, после их удаления должно составлять до 100 мг/л.Причин возникновения избыточного количества взвесей несколько, и эти причины основаны не только неудовлетворительным состоянием оборудования, но и:- солод плохого качества;- неблагоприятный состав помола;- неправильное фильтрование затора;- применение хмелепродуктов неудовлетворительного качества.В таких случаях, содержание взвесей может быть 1000 мг/л, что приведет к указанным в дальнейшем проблемам.Для удаления взвесей применяются различное оборудование – холодильная тарелка, отстойный чан, чаще применяется вирпул, сепаратор или путем фильтрования.Процессы, происходящие при охлаждении и осветлении сусла.В горячем охмеленном сусле имеются грубые взвеси, образовавшиеся при кипячении сусла с хмелем, отсутствует кислород. При охлаждении сусла грубые взвеси осаждаются и формируются тонкие взвеси, сусло обогащается кислородом, что способствует нормальному рдо темазмножению дрожжей при брожении и более глубокому выделению белка.Понижение температуры сусла до начальной температуры брожения. Эта температура различна и зависит от вида дрожжей и способа брожения.Слишком низкая температура также нежелательна, так как она является благоприятной средой для развития микроорганизмов. Наибольшая опасность инфицирования возникает при медленном охлаждении от 40 до 200С, так как этот температурный диапазон наиболее благоприятный для развития вредных микроорганизмов в пиве.Поглощение кислорода также происходит в процессе охлаждения. При повышенных температурах поглощение происходит незначительно и расходуется на окисление органических веществ сусла.Растворение кислорода происходит лишь при пониженных температурах. Поглощенный кислород расходуется на размножение и жизнедеятельность пивных дрожжей. При перемешивании скорость поглощения увеличивается.Выделение взвесей является важным процессом. Крупные взвеси образуются при кипячении сусла с хмелем, их размер примерно 30-80 мкм. Эти взвеси легко осаждаются или удаляются при прохождении сусла через хмелеотделитель. В основном взвеси представлены белковыми веществами, хмелевыми смолами. При дальнейшем охлаждении, ниже 600С в сусле появляется муть. Она представлена веществами растворимыми при высоких температурах, и нерастворимыми при низких. Средний размер частиц взвеси составляет 0,5 мкм. Влияние тонкой взвеси достаточно велико. Частицы мути осаждаются на дрожжевых клетках, и нарушается проницаемость клеточных стенок.Оборудование для осветления.Холодильная тарелка.Холодильная тарелка – это классическое оборудования для удаления взвесей из горячего сусла. Она представляет собой плоский, открытый сосуд, который наполняют суслом (высота слоя 15-25 см). На протяжении 0,5-2 ч сусло находится в тарелке, осаждение взвесей происходит быстрей, чем тоньше слой сусла. Белковый осадок от холодильных тарелок содержит большое количество сусла и поэтому требует дополнительной трудоемкой обработки.Отстойный чан.Более экономичное оборудование по сравнению с холодильной тарелкой это отстойный чан. Он представляет собой емкость с плоским дном, имеют систему охлаждения в виде змеевиков или наружной рубашки (Рис. 2).В отличие от холодильной тарелки, отстойный чан имеет крышку, что уменьшает опасность обсемененности сусла.Рис. 2 – Отстойный чан.Сусло перекачивается в отстойный чан, высота слоя сусла 1-2 м, в трубы или рубашку подается охлажденная производственная вода.В отстойном чане из-за большой высоты слоя сусла взвеси осаждаются плохо.На сегодняшний день отстойные чаны устарели и практически не применяются и не производятся.Гидроциклонный аппарат (Вирпул).Гидроциклонный аппарат представляет собой вертикальную цилиндрическую емкость без встроенных элементов. Горячее охмеленное сусло закачивается специальным образом, т.е. тангециально. Так происходит закручивание потока, которое действует так, что взвеси в форме конуса осаждаются в центре емкости. Очищенное от взвесей, сусло отбирается сбоку.Рис. 3 – Конструкция вирпула.- Вытяжная труба, 2 – крышка, 3 – отвод конденсата, 4 – система мойки, 5 – освещение, 6 – люк, 7 – боковая стенка, 8 – изоляция, 9 – днище вирпула с уклоном в 1%, 10 – донная моющая форсунка, 11 – тангенциальный впуск, 12 – выпуск.Принцип работы вирпула. Горячее сусло в течении 15-20 минут насосом тангенциально и с сравнительно большой скоростью (15-20 м/с) подается в гидроциклонный аппарата, где получает вращательное движение. Под действием центробежной силы частицы быстро осаждаются в виде плотного конуса.Осаждение длится около 20-40 минут. Общая продолжительность данного этапа производства пива длится примерно 2,5-3 часа и включает загрузку сусла, освобождение аппарата от осветленного сусла, осадка и мойка оборудования. Смыв осадка рекомендуется производить после 2-3 варок горячего сусла, это зависит от количества осадка.У вирпула тоже есть недостатки. Возможные причины плохого отделения взвесей горячего сусла:- допущены ошибки при фильтровании затор;- сильные касательные напряжения на сусло в трубопроводах;- ошибки при расчете центробежных насосов;- высокая скорость сусла при входе в вирпул.Сепараторы.Существует несколько видов центробежных сепараторов – камерно-барабанные и тарельчато-барабанные сепараторы.В камерно-барабанных или центрифугах центробежные силы действуют в пространстве (камере) вращающихся барабанов. Недостатками таких центрифуг является использование ряда центрифуг для постепенного отделения взвесей по размеру частиц, которые остаются на стенках и удаляются. После каждого использования их требуется разбирать и мыть, что очень трудоемко. Такое оборудования для удаления взвесей используется редко.Тарельчато-барабанный сепаратор представляет собой один барабан, оборудованный специальными коническими вставками (тарелками). С помощью таких тарелок сокращается процесс отделения взвесей.Подобные сепараторы имеют число оборотов барабана от 2500 до 10000об/мин, диаметр до 800 мм. Эти параметры взаимосвязаны между собой и не могут произвольно увеличиваться , так как возрастающая центробежная сила предъявляет очень высокие требования к прочности стали на разрыв и ограничивает возможности применения данного оборудования.Рис. 4 – Сепаратор.Сравнение способов осветления и охлаждения сусла.При использовании холодильной тарелки требуются большие производственные площади, имеется опасность инфицирования сусла нежелательной микрофлорой. Хотя применения данного оборудования способствует более полному выделению высокомолекулярных белков, горьких и полифенольных веществ, улучшает органолептику пива и облегчает производственный процесс.