Технологическая схема производства светлого пива "Жигулевское"

В сусло перейдет следующее количество экстрактивных веществ:

Э_с = 72,46-2,8=69,66 кг

Масса сухих веществ  в оставшейся дробине:

m _{c в в др} = m _{c в общ} – Э_с = 93,21 - 69,66 = 23,55 кг

2. Определение  количества промежуточных продуктов

2.1. Горячее сусло. 

   Согласно расчетам  в сусло переходит экстрактивных веществ 69,66; d =   1,0526 и плотность сусла составляет 13%.

   Масса сусла  определяется по формуле:

    m _c =  Э_с *100/е (кг)

    Э_с – масса экстрактивных веществ в сусле, т. е. экстракт сусла ( кг);

    е – массовая  доля сухих веществ в начальном сусле (%).

    m _c = 69,66*100/13=535,85 кг

    V сусла при 20ºС определяется по формуле:

    V_c = m_c/d*10;

    V_c = 535,85 /1,0526*10= 50,91 Дал

    Коэффициент V расширения при нагревании сусла от 70 до 100ºС равен 1,04. С учетом этого V горячего сусла:

    V_гс = 50,91 Дал*1,04=52,95 Дал

2.2. Холодное сусло.

V_{хол с} 52,95 * (100-6)/100=49,77 Дал.

2.3. Молодое пиво.

Объем молодого пива при сбраживании  периодическим способом определяют по формуле:

V_м.п.= 49,77*(100-2,3)/100=48,62 Дал

2.4. Фильтрованное пиво.

V_ф.п. =48,62*(100-2,7)/100=47,31 Дал

2.5. Готовое ( товарное пиво).

V_г.п.=47,31*(100-2)/100=46,36 Дал

2.6. Общие видимые потери по  жидкой фазе.

П_в= V_горяч-V_{готов п}

П_в= 52,95 – 46,36=6,59 Дал

2.7. Общие видимые потери (в %).

П_вид=6,59*100/52,95=12,45%

2.8. Расчет нормы расхода  зернопродуктов на 1 Дал пива.

Для этого необходимо знать выход готового (товарного) пива из 100 кг зернопродуктов:

100 кг – 46,36

m    - 1Дал  m  = 100*1/46,36=2,16 кг

На 1 Дал приходится 2,16 кг зернопродуктов:

Светлого = 2,16*0,9=1,94

Рисовой крупы = 2.16 *0,1 = 0,22

3. Готовое количество  сырья.

3.1. Зернопродукты

Умножаем массу зернопродуктов необходимого  для производства  1 Дал пива на годовой выпуск.

Таблица № 3. Исходные данные

Продукт	На 100 кг	1 Дал	На 640000
Солод светлый	90	1,94	1241600
Рисовая крупа	10	0,22	140800

3.2. Согласно мощности  завода данное темное пиво  составляет 100% от мощности.

V _{пив. год} = 100*640000/100=640000 Дал

М = 2,16*640000= 1382400 кг

М _св= 1,94*640000=1241600 кг

М _р = 0,22 * 640000= 140800 кг

Расход гранулированного хмеля. Молотый гранулированный  хмель 2-х сортов ( горький и ароматный) с содержанием а-кислот:

горьких =10%

ароматных = 5,5%

влажность = 5%

1) Расход гранулированного горького  хмеля.

Н_хм = Г_х*10⁶/(а+1)*(100-W)*(100-Wв)

Н ^г_хм= 1,2*10⁶/(10+1)*(100-5)*(100-12,45)= 1200000/91489,75= 13,12

2) Расход гранулированного  ароматного хмеля

Н_хм^ар= 1,2*10⁶/(5,5+1)* (100-5)*(100-12,45)= 1200000/54062,13=22,20

3) Суммарный расход  гранулированного хмеля на 1 Дал

Н_хм= Н_хм^гр*V_{гот. .пив.}

Н_хм^г= 13,12*46,36 = 608,24 г

Н_хм^ар= 22,20*46,36 = 1029,19 г

608,24+1029,19=1637,43г

4). Расход молочной  кислоты – для подкисления  затора используют 80% молочную кислоту  в количестве 0,08 кг на 100 кг зернопродуктов:

М = 0,08*80/100= 0,064 кг

Определение количества отходов:

а). Пивная дробина –  представляет собой остаток дробленных зернопродуктов, образующийся после  фильтрации затора и промывки солодовой  дробины горячей водой, влажность 85%.

М_др= М_др^св *100/100-W_др= 23,55 *100/100-85 = 157

б) Белковый отстой,  количество белкового отстоя, (влажность 80%), образовавшегося из 100 кг засыпи при осветлении пивного сусла = 1,75 кг.

в) Осадочные пивоваренные.

При брожении сусла по периодическому способу выход избыточных дрожжей влажностью 88% на 1 гекталитр ( 100 литров) сбраживаемого сусла = 0,8 л; количество избыточных дрожжей на 10 кг зернопродуктов:

Q_др. = 0,8*V_{хол. сусл.}= 4,98 *0,8=3,98 л

49,8 Дал         4,98 л.

г). Отстой в танках после  дображивания пива.

Осадки, образующиеся при  дображивании пива содержат дрожжи, белки, белково-полифенольные комплексы, хмелевые смолы. W = 90%.

При дображивании пива выход  отстоя на 1 гл:

Светлое=0,5

Количество отстоя на 100 кг засыпи зернопродукта:

V_{отст. добр.}=0,5*4,98=2,99 л

д) Диоксид СО₂.

На 1 гл отгружаемого пива выделяется при брожении 150 г СО₂, который утилизируется с углекислотой.

Годовое количество СО_2, образующего при сбраживании пивного сусла рассчитывается в кг.

Wco₂= 0,15*V^год = 0,15*640000=96000 кг

е) Исправимый брак ( в цех розлива) 2% по всем сортам пива

V_{испр. бр.}= 0,02*640000=12800 Дал.

 

Таблица 4.Сводная таблица расчетов расхода сырья для светлого пива на 640000 Дал

Продукты	На 100 кг зернов.сырья	На 1 дал пива	640000 Дал
1	2	3	4
Светлый солод	90	1,94	1241600
Рисовая крупа	10	0,22	140800
Всего	100	2,16	1382400
Другие виды сырья, кг
Хмель ароматный	1029,19	22,20	14208000
Хмель горький	608,24	13,12	8396800
Молочная кислота	0,064	0,0014	896
Промежуточные продукты
Горячее сусло	52,95	1,143	731520
Холодное сусло	49,77	1,075	688000
Молодое пиво	48,62	1,050	672000
Дрожжи семенные	-	0,08	51200
1	2	3	4
Фильтрованное пиво	47,31	1,022	654080
Готовое пиво	46,36	1,001	640640
Отходы, л
Избыточные дрожжи	3,98	0,086	55040
Отстой после дображивания	2,99	0,065	41600
Исправимый брак	-	0,02	12800
Отходы, в кг
Пивная дробина	157	3,39	2169600
СО2	-	0,15	96000
Белковый отстой	1,75	0,04	25600
Отходы полировки	0,5	0,011	7040

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Выбор и количественный расчет технологического оборудования.

4.1. Определение количества заторов и засыпи на 1 затор.

1). Производственная мощность  варочного отделения должна строго  соответствовать производственной  мощности других отделений завода.

Завод работает 320 дней в  году. Емкость аппаратуры варочного  отделения должна соответствовать  емкости бродильнолагерных танков. Емкость бродильнолагерных танков должна быть кратна количеству сусла, получаемого из 1 затора. Емкость танка зависит от количества пива разливаемого в бутылки.

640000 Дал=64000 гЛ

64000/320=200 гЛ розливается  в сутки

2). Принимаем, что в  сутки будем варить 5 варок.

Количество засыпи на 1 варку:

200/5=40 гЛ приходится  на 1 варку

а). горячее сусло:

40*1,143=45,72 гЛ

б). Количество варок:

64000/40=1600 варок всего  в год

в). Количество засыпи на 1 варку:

1241,6/1600=0,78 т приходится  светлого солода на 1 варку

140,8/1600=0,09 т рисовой  крупы на 1 варку

0,78+0,09= 0,87

4.2. Оборудование для приемки и хранения зернопродуктов.

1). Солодохранилище. Должно  обеспечивать запас сырья на 3 месяца работы, в количественном  выражении это составит:

Q_c= Q_c^г*n*K

Q_c- годовой расход определенного типа солода, т

n- количество месяцев

K- доля max месячного выпуска пива, от годового, составляет 0,1 %

Q_c =12416*3*0,1= 3724,8 т светлого солода

Q_c =1408*3*0,1=422,4 т рисовой крупы

Общее количество засыпи:

3724,8+422,4=4147,2 т

Установим 6 силоса марки  МСВУ 73.13.В12,(вместимость 662м³), для хранения светлого солода:

3725/662=6 силосов

Для хранения рисовой  крупы установим 1 силос МСВУ 73.09.В12, вместимость 468 м³.

4.3. Оборудование для варочного цеха.

Годовой расход зернопродуктов по результатам расчетов 9600 тонн, при этом суточный расход в наиболее напряженный период работы:

Q_c=Q_г*к/n,

где n-число дней работы в месяце

Q_c^сут= 1382,4*0,1/26,5=5,22 т – суточный расход

Q_з=0,87 т

Тогда число оборотов варочного агрегата составит:

n=Q_с/Q_з=5,22/0,87=6 оборотов

Принимаем 1 варочный порядок. Поставка зернопродуктов автомобильным  транспортом. Приемный бункер рассчитан  на 20 т солода. Транспортирующее устройство и вспомогательное оборудование должно ускорить разгрузки солода 20 т/час:

1. закрытый скребковый  транспортер;

2. Нория I 20/1;

3. магнитный очиститель  солода барабанного типа;

4. весы Д-100-3;

5. нория I 20/1;

6. закрытый скребковый  транспортер;

7. закрытый распределительный  скребковый транспортер.

Для разгрузки силоса применяется шнековый транспортер производительностью 20 т в час и закрытый распределительный транспортер.

Такой скорости подачи солода достаточно для обеспечения производства солода.

4.4. Дробильно-полировочное отделение

Суточный расход по каждому  из перерабатывающих видов сырья:

Q_c= Q_г*к/n

Q_c^{сут св} = 12416*0,1/26,5=46,9т

Q_c^{сут рк}= 1408*0,1/26,5=5,3 т

Необходимый объем суточных силосов с коэффициентом заполнения К_зап=0,9

V^св_сут= 46,9/0,9=52,1 т

V^рк_сут = 5,3/0,9=5,9 т

Всего 60 тонн. Общий объем  суточных силосов = 52,1+5,9=58 м³.

Количество дробилок 2,5 т/ч

n=3/2,5=1,2=1 дробилка.

4.5. Варочное отделение.

В варочном отделении  устанавливают 6-ти аппаратный варочный порядок «Ziemann» с одновременной засыпью 3 тонны.

Состоит из оборудования:

- заторный аппарат  №1;

- заторный аппарат № 2;

- фильтр-чан;

- сусло сборник;

- сусловарочный котел;

- гидроциклон.

В порядок входит:

- предзаторники солода  и несоложенных продуктов. V не менее   3 т для солода;

- охладитель сусла  пластинчатого типа, состоящий из 2-х секций.

Осахаренный затор из заторного чана перекачивается одноступенчатым центробежным насосом в фильтрационный чан.

Если 3 тонны – 10 минут;

Если 5,5 тонн – 20 минут.

Производительность насоса определяется:

N= V_зат * 60/ч;

ч – время за которое  перекачивается насосом весь затор.

N= 30 м^3* 60/10=180 м³/ч

Принимаем к установки  насос типа ФГ-150/6

V_общ= 3*3=9 м³

Соотношение зернопродуктов и воды при варке 1:3,5

V_воды= 3,5*3=10,5 м³

Следовательно, max V затора = 10,5+9=19,5=20 м³

N=20*60/20=60 м³/ч

Принимаем к установке  насос производительностью 20 м³/ч ФГ 20/6.

Для перекачки сусла  из верпула в емкость на брожение используется центробежный насос, охлаждение в течение 40 минут. Производительность насоса:

N= V_зат*60/40= 30 м³/ч

Принимаем 2 насоса по 15 м³/ч, 1 насос устанавливается до охладителя, 2 насос после.

4.6. Оборудование для цеха брожения и дображивания.

ЦКТ и емкости для  дображивания.

Главное брожение длится 8 суток.

V холодного сусла из 100 кг зернопродукта = 3,551

V_{х с} (1 варка)= 4,977*0,87*10=43,3 гЛ

Принимаем к установке бродильные аппараты ШН-ВЦН-50ГЦ.

V_общ = 50 м³

V_раб= 17 м³

V_раб= V_общ*0,34

Количество ожидаемых  варок необходимых для заполнения емкости:

n= V_раб/ V_{х с 1в}

n=27/4,33 = 6 варок – необходимо  для заполнения одной емкости.

Продолжительность цикла  брожения-дображивания:

8 суток-брожение, 21-дображивание.

Q^г=П^г/П_ц

П^г- количество дней в году рабочих;

П_ц – продолжительность цикла брожения-дображивания

Q^бр_т= 320/8=40

Q^г_добр=320/21=15,2 - оборачиваемость

Количество резервуаров  в основном цехе брожения:

Q_бр=V_{х с}^г/ Vр*Q_г^бр=6880/17*40=11 резервуаров

Количество резервуаров  в цехе дображивания:

Q_добр= 6880/17*15,2=27 резервуаров

В цехе основного брожения добавляют 2 резервных:

11+2=13 резервуаров

В цехе дображивания 1 резервный:

27+1=28 резервуаров

Производительность пивного насоса

N= V_р/t_пер

N=17/2=8,5 м³/час

V_р-V рабочего аппарата

25 м²/г насос К-25

5 м²/г резервный для съема дрожжей.

4.7. Дрожжевое отделение

Для получения чистой культуры дрожжей используется установка  рассчитанная на производительность завода до 320000 Дл/год.

Входит:

- стерилизатор – 1000л,

- бродильный цилиндр  – 500 л,

-аппарат предварительного  брожения на 5000 л.

Выход дрожжей в сусле:

  V^в_{х с} =43,3*0,015*0,85=0,55 гЛ

Запас дрожжей должен быть 2-х суточный. К установке  принимается 1 вертикальный сборник семенных дрожжей. ( V= 4000 л на 4 м³). Всего 2 сборника для избыточных дрожжей и 2 сборника для семенных дрожжей.

4.8. Производительность насосов, перекачивающих дображивающее пиво в цех фильтрации, 2 смены в день, 26 рабочих дней.

Количество подаваемого пива:

Р=V*0,1/ n* k* h

k- количество смен;

n- количество дней в месяце;

h- количество работы в смене.

Р= 67200*0,1/26*2*8= 6720/416=17 м³/ч

Принимаем к установке  одноцилиндровый насос 2-ого действия К-25 на 25 м³.

4.9. Количество линий  розлива.

Q_об=640000 Дал

Количество наливных бутылок = 0,5 л

80% разливают в бутылки, 20% в ПЭТ.

640000*80/100=512000

Q_об*20/238*k_исп*∂_ч* ∂_с,

где 238- количество дней розлива,

k_исп =0,9

∂_ч- часы в смену

∂_с- количество смен в сутки-2

20- количество бутылок  по 0,5 в 1 Дал.

512000*20/238*0,9*8*2=10240000/3427,2=2987,9=2988 бутылок/час

Принимаем 1 линию на 3000 бутылок/час.

В состав линии фильтрации входит:

1).буферная емкость  нефильтрованного пива, охладитель, кизельгуровый фильтр ( фирма «Фруктонад» NF-8);

2). пластинчатый обесплаживающий фильтр «Фруктонад» А-8;

3). буферная емкость;

4). трехсекционный пластинчатый  пастеризатор, ( требуются 2 для каждой  линии), марка АПП-6, на 6 м³/час;

5) карбонизатор;

6) сборники фильтрованного  пива;

7). 2 промежуточных насоса  на розлив=4 насоса на 2 линии.

Общая вместимость сборников  фильтрованного пива должна обеспечивать запас пива на суточный розлив.

V_сб=V_{ф п} *0,1/ n* k* d

V_сб = 65408*0,1/26*2*0,9= 6540,8/46,8=140 м³

Берем 7 сборников на 20 м³

20% пива разливаем в  кеги:

640000-512000=128000

128000*5/238*0,9*8*2=640000/3427,2=187 кег/час.

5.Форфасное отделение

Должно обеспечивать запас пива на суточный розлив.