Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


«акрытые системы охлаждени€ сусла




»х можно подразделить на оборудование дл€ охлаждени€ сусла (см. предыдущий раздел), устройства дл€ отделени€ осадка взвесей гор€чего сусла, системы полного или частичного удалени€ осадка взвесей охлажденного сусла, а также на аппараты дл€ аэрации сусла.

2.7.7.1. ќтделение осадка взвесей гор€чего сусла может осуществл€тьс€ в отстойных чанах, сусловарочных котлах, вирпулах или путем сепарировани€ гор€чего сусла, а также путем фильтровани€ через кизельгур или хмелевую дробину. ƒл€ осаждени€ взвесей может быть использован сусловарочный котел (см. раздел 2.5.8). „истое сусло отводитс€ сверху при помощи поплавкового декантатора, а около 3 % осадка, состо€щего из твердых частиц мелкоизмельченного хмел€, добавл€ют в последующие варки.

ќтстойные чаны изначально разрабатывались дл€ замены холодильной тарелки и копировали принцип ее действи€. ¬ чане, оборудованном кожухом и выт€жным устройством, высота сло€ сусла составл€ет 1-1,5 м. —усло в цел€х его аэрации подаетс€ через распределитель. ¬звеси гор€чего сусла осаждаютс€ в течение 40-60 мин после окончани€ перекачивани€ сусла, и прозрачное сусло можно ст€гивать сверху с помощью поплавкового декантатора, а отстой проходит дальнейшую обработку аналогично холодильной тарелке. ƒл€ уменьшени€ нагрузки на подключенный затем холодильник в чане нередко устанавливают охлаждающие трубы. ƒостигаемое в этом случае охлаждение затрудн€ет осаждение взвесей сусла и мойку оборудовани€, так как образующуюс€ при этом теплую воду в большинстве случаев эффективно использовать уже невозможно.

—овременные отстойные чаны имеют цилиндроконическую форму (высота сло€ сусла составл€ет 2,5-4 м). ќсветленное сусло отводитс€ через поплавковый де-кантатор, а осадок взвесей из конусной части аппарата направл€ют на центрифугу или подают без осветлени€ дл€ фильтровани€ следующей варки.

¬ирпул из нержавеющей стали представл€ет собой круглую изолированную емкость с плоским днищем (отношение высоты к диаметру составл€ет в классическом варианте 1: 1,3, в последнее врем€ - 1: 2-3,5), в которую тангенциально на уровне 1/3 высоты емкости подаетс€ сусло. — учЄтом времени перекачивани€ сусла (12-15 мин) сопло на впускном отверстии рассчитывают так, чтобы скорость поступлени€ жидкости составл€ла 3-3,5 м/с. ќтношение объемного расхода V в вирпуле к объему гор€чего охмеленного сусла VB ¬ зависимости от отношени€ высоты к диаметру, приведено в табл. 2.20.

 

“аблица 2.20. ѕараметры вирпула

ќтношение высоты к диаметру 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9  
v/vB, 1/ч 7,7 6,7 5,8 5,4 5,0 4,9

 

Ѕлагодар€ тангенциальной подаче содержимое вирпула получает вращательное движение (первичный поток). ѕо окончании процесса подачи сусла и после затухани€ всех св€занных с ним возмущений вращательное течение стабилизируетс€, под действием центробежных сил давление жидкости увеличиваетс€ изнутри наружу, и градиент давлени€ формирует донный слой. Ѕлагодар€ этому возникает сильное движение потока но спирали к центру непосредственно над днищем емкости. Ѕольша€ площадь поперечного сечени€ обусловливает невысокую скорость подъема сусла. ¬се частички взвесей гор€чего сусла, скорость оседани€ которых больше скорости подъема сусла, остаютс€ в донном слое, перемещаютс€ к центру емкости и скапливаютс€ в форме конуса отсто€. Ќа поверхности жидкости происходит радиальное движение потока наружу, а у цилиндрических стенок - поток направл€етс€ вниз. “аким путем частички взвесей гор€чего сусла перемещаютс€ к стенкам емкости, затем вниз и попадают в донный слой. ѕод действием трени€ у стенки цилиндра и днища происходит торможение вращающегос€ потока, в результате чего уменьшаетс€ градиент давлени€ и снижаетс€ интенсивность течени€ к центру емкости, благодар€ чему оседают все более мелкие частицы. ќписанные процессы седиментации нарушаютс€ завихрени€ми и вихревыми торообразными потоками.

¬ течение 30-минутной паузы после окончани€ перекачивани€ сусла (иногда дольше, и крайне редко раньше) сусло осветл€етс€ до такой степени, что можно приступать к его спуску. «а ходом этой операции можно наблюдать через смотровое окно, расположенное на стенке вирпула. ÷елесообразно начинать спуск сусла на высоте около 1 м, затем переключитьс€ на другое сливное отверстие, расположенное на высоте примерно 10 см, а в конце спуска - на отверстие в периферийной части днища вирпула. ѕоследнее может быть плоским, иметь уклон 1-2 %, слегка коническую (с углом наклона стенок около 25∞) или радиально-симметричную форму. ѕоследний вариант выполн€етс€ с уклоном 2 % и заканчиваетс€ желобом, который в самой низкой точке выполн€ет функцию сливного отверсти€ в днище. “ак называемые Ђотстойные чашкиї себ€ не оправдали; при условии хорошей седиментации осадок взвесей сусла собираетс€ в центре днища в форме конуса на рассто€нии 20-40 см от кра€ емкости. „тобы не нарушить структуру конуса взвесей сусла, высоту слива сусла уменьшают, как описано выше, начина€ с верхнего сло€ и последовательно переключа€ слив сусла с бокового отверсти€ на отверстие в днище, измен€€ по мере снижени€ уровн€ сусла частоту вращени€ насоса. —корость спуска сусла должна соответствовать скорости фильтровани€ через фильтровальную лепешку во избежание отрыва осадка взвесей и попадани€ его в сусло. ƒаже в Ђсухомї осадке взвесей сусла содержитс€ еще 0,3 % сусла.

”пом€нутые выше вихревые торо-образные потоки затрудн€ют или замедл€ют седиментацию осадка взвесей сусла, что вызывает необходимость увеличени€ продолжительности паузы до 30 мин и более. Ѕлагодар€ установке Ђрешеток ƒенкаї вихревые торообразные потоки демпфируютс€. “акие решетки монтируют (с возможностью регулировки) на высоте 350-600 мм от днища вирпула в виде колец размером в половину или две трети диаметра днища. “ак как рассто€ние между этими кольцами составл€ет 100 мм, можно выполнить расчет их количества дл€ различных диаметров днищ. Ёффект колец выражаетс€ в существенном ускорении осаждени€, что позвол€ет начинать охлаждение уже через 8-10 мин после окончани€ перекачивани€ сусла. ѕрименение колец особенно эффективно в относительно узких вирпулах.

“ем не менее работа вирпула зависит от многих факторов: состав сусла должен быть оптимальным относительно в€зкости и расщеплени€ белка, осадок взвесей сусла должен состо€ть из крупных хлопьев (безупречное кип€чение, осветление до прозрачности), сусло не должно подвергатьс€ напр€жени€м сдвига (например, при неоптимальпой конструкции варочного котла, неправильной прокладке трубопровода дл€ перекачивани€ сусла или очень высокой скорости подачи сусла в вирпул). ”дары воды или пара при опорожнении и промывке трубопроводов затрудн€ют уже начавшийс€ процесс седиментации и вызывают образование завихрений. ѕодсасывание воздуха (в частности, через хмелеотделитель) нарушает процесс осаждени€ взвесей сусла. ѕригодность сусла к обработке в вирпуле можно проверить с помощью воронки »мхофа, настроенной на температуру 90 ∞—. ƒаже упом€нутые кольца при прочих неблагопри€тных услови€х не в состо€нии существенно улучшить устойчивость конуса осажденных взвесей.

¬ирпулы €вл€ютс€ удачным решением особенно в случае использовани€ внешних кип€тильников, хот€ и внутренние кип€тильники не нарушают эффект вир-пула, если под ними остаетс€ достаточно пространства дл€ формировани€ конуса взвесей. ѕo окончании процесса кип€чени€ сусло перекачиваетс€ по тангенциально направленному трубопроводу, который иногда оканчиваетс€ соплом и циркулирует с заданной скоростью в течение 8 мин, пока не установитс€ вращение без завихрений. ѕосле этого выдерживают обычную паузу. ѕреимущество вирпула состоит также в том, что сусло не аэрируетс€ или, что еще важнее, не содержит газов, благодар€ чему процесс седиментации может протекать быстрее.

—едиментаци€ взвесей сусла улучшаетс€ при использовании хмелевого порошка, причем его количество не должно превышать 1,5-2 кг на 1 м2 площади днища, что при отношении высоты вирпула к его диаметру 1: 2 составит примерно 100 г/гл. ѕо этой причине предпринимаютс€ попытки дифференцировать отдельные сорта пива за счет сочетани€ экстракта смол, хмел€-концентрата и обычного хмелевого порошка. ѕри дозировании хмелевых порошков возрастают потери вследствие впитывани€ сусла осадком, составл€ющие при дозировке 65 г/гл около 1,2 %, а при 130 г/гл - около 2 %. ƒл€ конического или выпуклого днища эти значени€ выше, так как конусы взвесей сусла у отдельных сортов пива за счет внесени€ дрожжей характеризуютс€ разным объемом и тем самым соответствующим уровнем отстойного сусла. »менно поэтому в месте соединени€ к контуру спуска сусла осадок взвесей сусла собирают в отдельной емкости дл€ осадка взвесей и снова добавл€ют при фильтровании следующей варки, что при производстве разных сортов и типов пива (светлого, темного, пльзеньского, пшеничного) весьма проблематично.

Ќаилучшим решением представл€етс€ очень медленный (например, в течение 30 мин) спуск осадка взвесей сусла в фазе седиментации с помощью регулируемого насоса в оборудованный мешалкой танк дл€ мутного сусла. Ёто мутное сусло, состо€щее из осадка взвесей и сусла (по объему 7-8 % исходного сусла), осветл€етс€ в саморазгружающемс€ сепараторе соответствующей производительности и добавл€етс€ к основному потоку сусла перед пластинчатым холодильником. „ерез некоторое врем€ (15 и 35 мин) остаетс€ только еще раз перекачать небольшое количество отсто€вшихс€ за это врем€ взвесей сусла (в течение 2 мин). ƒл€ осветлени€ мутного сусла можно также использовать центрифугу (как в начале, так в конце контура подачи сусла).

’од этого важного технологического этапа по отделению взвесей контролируют с помощью автоматического нефелометра с самописцем, выдающего команды, например, на прекращение охлаждени€ сусла и переключение на танк дл€ взвесей.

«атраты времени на перекачивание, седиментацию и охлаждение сусла в целом не должны превышать 110 мин, так как в противном случае неизбежно заметное усиление цветности сусла (1-3 ед. ≈¬—). ƒействие этой Ђгор€чей выдержкиї при температуре около 95 ∞— сказываетс€ также на содержании горьких веществах хмел€, дополнительна€ изомеризаци€ которых возрастает на 10-25 %.

ƒл€ удалени€ затвердевшего конуса осадка взвесей предназначены распылительные форсунки, установленные сверху или в периферийной части днища вирпула. ƒл€ решени€ этой задачи предназначено также устройство Hydrojet, располагаемое в центре.

—епараторы дл€ отделени€ осадка взвесей гор€чего сусла целесообразно использовать в сочетании с емкостью дл€ готового сусла, так как перекачивание может происходить быстрее, чем сепарирование осадка взвесей. ¬ качестве такой емкости примен€ют обычный танк, установленный горизонтально или вертикально. “ак как нет необходимости ждать, пока окончитс€ образование осадка взвесей гор€чего сусла, то уже во врем€ перекачивани€ можно подавать сусло в сепаратор, что позвол€ет экономить врем€. ѕри использовании отстойного чана поступают аналогично или ждут окончани€ осаждени€ взвесей гор€чего сусла. ¬ этом случае после паузы примерно две трети прозрачного сусла отвод€т без сепарации, а остальную треть пропускают через сепаратор. —епаратор может быть также подключен после холодильной тарелки.

ѕринцип действи€ сепаратора заключаетс€ в замене естественного ускорени€ свободного падени€ значительно большим центробежным ускорением, благодар€ чему удаетс€ за короткое врем€ отделить осадок и выделить частицы совершенно определенного размера. “аким образом, при пониженных температурах можно удалить не только осадок взвесей гор€чего сусла, но и захватить часть осадка взвесей холодного сусла, но при более низких температурах повышаетс€ в€зкость сусла, что затрудн€ет отделение и, таким образом, снижаетс€  ѕƒ установки и производительность сепаратора.

— помощью современного сепаратора можно осветлить 150-350 гл осадка взвесей гор€чего сусла (с температурой 90∞ —) за 1 ч, но всего 30-80 гл начального сусла (с температурой 5 - 6 ∞—). ƒл€ отстойного сусла (температурой около 40 ∞—) производительность вследствие высокого содержани€ шлама также ограничена 40-60 гл/ч. —уществуют следующие конструкции сепараторов.

 амерно-барабанные сепараторы (скорость вращени€ барабана - около 4000 об/мин). ¬ них под действием центробежной силы сусло отдел€етс€ от осадка взвесей в камере диаметром 200-400 мм. ћощность сепаратора определ€етс€ пространством дл€ шлама. Ќаиболее крупные аппараты вмещают 65 л (70 кг) шлама влажностью около 70 %, что соответствует засыпи примерно 5000 кг. ƒл€ улучшени€ эффекта осветлени€, особенно сусла со средней температурой, устанавливают несколько камер (многокамерный сепаратор).

“арельчато-барабанные сепараторы (скорость вращени€ барабана - около 6000 об/мин). ” таких сепараторов в середине вращающегос€ корпуса сепаратора на рассто€нии менее 1 см размещено определенное число конических тарелок. Ѕлагодар€ этому путь, который должны пройти частички осадка взвесей, существенно короче по сравнению с камерно-барабанным сепаратором, а осветление, особенно дл€ тонких взвесей, улучшаетс€. „астицы взвесей соскальзывают с тарелки и сразу попадают на край вращающегос€ ротора сепаратора, в так называемое шламовое пространство. » камерно-, и тарельчато-барабанные сепараторы после каждой загрузки должны открыватьс€ и опорожн€тьс€.

—аморазгружающиес€ сепараторы действуют по принципу тарельчато-барабанного сепаратора. ќсадок взвесей, отведенный от тарелок, скапливаетс€ в широком воронкообразном пространстве, образованном двум€ конусными част€ми барабана. Ќижн€€ подвижна€ часть барабана прижимаетс€ к верхней гидравлическим давлением буферной жидкости (воды).  ак только шламовое пространство заполн€етс€, за счет сброса давлени€ открываетс€ отверстие камеры, и осадок взвесей удал€етс€ за нескольких секунд. ”даление осадка взвесей может осуществл€тьс€ также автоматически. ¬ ходе охлаждени€ сусла производитс€ лишь частичное удаление шлама, а в конце варки происходит его полное удаление в ходе промывани€ водой. “акие аппараты подход€т дл€ любого количества осадка взвесей гор€чего сусла. ѕроцесс выгрузки шлама может осуществл€тьс€ при помощи таймера, нефелометра на выпускном отверстии сепаратора или по степени заполнени€ шламового пространства, причем продолжительность выгрузки шлама можно регулировать.

¬о всех конструкци€х сепараторов сусло вращаетс€, и поэтому его можно транспортировать с помощью грейфера, крыльчатки насоса с жесткими и прочными лопаст€ми, однако достигаемого при этом давлени€ недостаточно дл€ пластинчатого холодильника с большой поверхностью теплообмена, в св€зи с чем в большинстве случаев необходим дополнительный насос. “акой грейфер при соответствующем режиме давлений пригоден дл€ продувки воздуха, который в данном случае очень интенсивно перемешиваетс€ с суслом, благодар€ чему можно обеспечить насыщение сусла возƒухом, необходимым не только дл€ брожени€, но и дл€ удалени€ взвесей холодного сусла путем флотации (см. раздел 2.7.7.2).

ѕри осветлении гор€чего сусла с помощью сепараторов используют два различных метода. ѕри поступлении в сепаратор однородной суспензии взвесей гор€чего сусла их содержание может снизитьс€ до 10 г/гл, и лишь непосредственно перед выгрузкой шлама происходит небольшое увеличение содержани€ взвесей (до 12-13 г/гл). Ёти взвеси так тонко дисперсированы, что их можно отделить при последующем удалении взвесей охлажденного сусла способом флотации. ѕроизводительность сепаратора составл€ет 70 % от максимальной.

≈сли отстойный резервуар не оборудован месильным органом, то можно выделить три фазы сепарировани€. ѕри перекачивании сусла смесь из сусла и взвесей однородна. ÷ентрифугирование осуществл€етс€ в течение 20 мин с 70 %-ной производительностью. «атем следует фаза, характеризующа€с€ сильной концентрацией взвесей гор€чего сусла. ƒаже если производительность сепаратора уменьшить на 25 %, возможен Ђпроскокї осадка взвесей гор€чего сусла до 17-18 г/гл (продолжительность этой стадии составл€ет 40 мин). «атем в сепаратор поступает все более осветленное сусло, и в оставшиес€ 40 мин можно работать с полной производительностью, причем в последние 2-5 мин сепаратор можно даже отключить.

“аким образом, производительность сепаратора должна учитывать содержание взвесей сусла, в св€зи с чем содержание хмелевого порошка не должно превышать 50-80 г/гл. ќсветление однородного сусла по первому из описанных методов несколько эффективнее, хот€ среднее содержание взвесей сусла в обоих методах €вл€етс€ примерно одинаковым. ѕри очень резком центрифугировании при известных услови€х под действием сдвиговых усилий, возникающих при ускорении сусла на участке от ламинарного потока при поступлении до вращающегос€ сло€ жидкости, может иметь место изменение белковых молекул вследствие разрыва дисульфидных св€зей. ѕод действием протекающего при брожении окислени€ в пиве впоследствии может возникать серно-дрожжевой, луковый запах. Ётот эффект может возникать также в случае неправильного подбора перекачивающих насосов. ѕутем соответствующего изменени€ условий течени€ жидкости в этой части сепаратора можно добитьс€ существенного уменьшени€ усилий сдвига, так что в современных сепараторах подобные негативные воздействи€ уже не возникают.

≈стественно, режим центрифугировани€ требует определенного расхода электроэнергии (около 15 к¬т/100 гл); при производительности 200-300 гл/ч необходимо иметь один аппарат и соответствующий резерв.

ѕри работе в режиме центрифугировани€ вследствие того что охлаждение сусла начинаетс€ почти сразу же в ходе его перекачивани€, требуетс€ небольшой холодильник с циклом охлаждени€ 90 мин на варку. “ем не менее термическа€ нагрузка несколько меньше. ѕотемнение сусла чаще всего составл€ет лишь 1 ед. ≈¬—. ѕри производительности 200-220 гл/ч соответственно необходим один сепаратор. ¬ том случае, если танк дл€ готового сусла временно (без сепаратора) может быть использован дл€ седиментации взвесей сусла, дополнительный агрегат не требуетс€.

ѕри выполнении указанных выше условий степень осветлени€ €вл€етс€ удовлетворительной. Ѕлагодар€ раннему началу охлаждени€ термическа€ нагрузка составл€ет менее 100 мин и тем самым снижаетс€ потемнение сусла.

‘ильтрование гор€чего сусла через кизельгуровый фильтр €вл€етс€ самым надежным способом удалени€ осадка взвесей гор€чего сусла. ѕроизводительность обычных кизельгуровых фильтров составл€ет при этом 12 гл/м2 в час, расход грубого кизельгура или перлита - 150 г/гл без хмелевого порошка и 120 г/гл с хмелевой дробиной. ѕотерь сусла при промывании водой практически не возникает. ‘ильтрование можно начинать одновременно с перекачиванием сусла из компенсирующей емкости; кратковременна€ фаза охлаждени€ и разделени€ продолжительностью 80-100 мин ограничивает потемнение сусла. ≈динственным недостатком €вл€етс€ стоимость кизельгура и его утилизации. ”казанный выше расход кизельгура можно сократить, если фильтровать подр€д две варки без удалени€ шлама.

ƒл€ извлечени€ отстойного сусла также примен€етс€ декантер (см. раздел 2.4.10.3) или барабанный вакуум-фильтр (см. раздел 2.4.10.1). «агрузка осуществл€етс€ через сборник отстойного/мутного сусла. »звлеченное отстойное сусло поступает на следующую варку. ѕравда, степень осветлени€ позвол€ла бы дозировку в основной поток сусла указанной варки.

—усло после отделени€ отсто€ охлаждаетс€ в пластинчатом теплообменнике с температуры 90-95 ∞— до температуры внесени€ дрожжей, причем необходима дополнительна€ аэраци€ сусла, так как при однократной подаче сусла в заторный чан поглощаетс€ лишь около 1,5 мг кислорода/л. ќсадок взвесей охлажденного сусла выпадает в виде крупных хлопьев, что обусловлено быстрым и глубоким охлаждением. Ёту фракцию необходимо удалить с использованием специальных меропри€тий.

2.7.7.2. ќтделение осадка взвесей охлажденного сусла обычно осуществл€етс€ с помощью чана предварительного брожени€, способов холодной седиментации, центрифугировани€, фильтровани€ и флотации.

„ан предварительного брожени€ используют дл€ отделени€ части осадка взвесей охлажденного сусла путем седиментации. ѕоскольку в этом случае, как следует из названи€ аппарата, дрожжи уже введены, то еще до завершени€ седиментации осадка взвесей охлажденного сусла (12-16 ч) начинаетс€ брожение, так что полного осаждени€, как, например, при холодной седиментации, не происходит. Ќапротив, часть хлопьев взвесей охлажденного сусла увлекает дрожжи вниз, тогда как друга€ их часть остаетс€ во взвешенном состо€нии и преп€тствует процессу удалени€ смолистых веществ. —тепень отделени€ осадка взвесей охлажденного сусла после 12-часовой Ђпаузыї составл€ет около 30 %. ѕо истечении этого времени емкость целесообразно заменить, предотвраща€ тем самым повторный подъем уже отложившихс€ частичек осадка взвесей.

’олодна€ седиментаци€. —усло охлаждают до температуры внесени€ дрожжей и оставл€ют без аэрировани€ до внесени€ дрожжей на 12-16 ч в чане дл€ седиментации осадка взвесей охлажденного сусла, в котором дл€ ускорени€ осаждени€ частиц взвесей высота сло€ сусла составл€ет 1-1,2 м. —пособ холодной седиментации позвол€ет отделить около 50 % первоначального количества осадка взвесей охлажденного сусла.

ѕри добавлении кизельгура можно не только ускорить процесс осаждени€ в глубоких чанах, но и добитьс€ усилени€ эффекта седиментации (при введении 10 г кизельгура/гл осаждаетс€ около 60 %, а при добавлении 20 г/гл - около 70 % осадка взвесей). ƒанный способ несложен и совершенно не восприимчив к неудовлетворительному первоначальному отделению гор€чей мути. –азличный уровень содержани€ в сусле осадка взвесей охлажденного сусла можно нивелировать путем внесени€ кизельгура. ѕри Ђзакрытомї охлаждении сусла и использовании правильной с микробиологической точки зрени€ технологии риск инфицировани€ сусла отсутствует. ѕри перекачивании сусла необходимо проводить интенсивную аэрацию. ƒл€ сокращени€ ручного труда при мойке открытых чанов их оборудуют системой автоматической мойки и очистки.

’олодное сепарирование. ƒл€ отделени€ осадка взвесей охлажденного сусла могут быть использованы описанные ранее сепараторы, однако из-за повышенной в€зкости при температуре внесени€ дрожжей (5 ∞—) - например, 1,80 мѕа Ј с по сравнению с 1,40 мѕа Ј с при 90 ∞— - и меньшей удельной массы частиц осадка взвесей охлажденного сусла (в среднем 1,10 по сравнению с 1,22 осадка взвесей гор€чего сусла) производительность сепаратора существенно снижаетс€ и составл€ет около 25 % производительности сепаратора дл€ гор€чего сусла. Ѕолее высокую производительность (до 120 гл/ч) обеспечивает сепаратор тарельчатого типа с системой самоочистки, в который целесообразно загружать сусло с уже удаленным осадком взвесей гор€чего сусла. ќхлажденное сусло с удаленным осадком взвесей гор€чего сусла дл€ промежуточного хранени€ необходимо поместить в отдельный танк - только так можно компенсировать разницу в производительности при отделении осадка взвесей гор€чего сусла и охлаждением с одной стороны и производительностью сепаратора охлажденного сусла. ѕоследний аппарат потребл€ет немного меньше электроэнергии (15 к¬т/100 гл), но с учетом необходимости мойки после каждой варки расходуетс€ больше щелочи (отложени€ осадка взвесей холодного сусла в сепараторе следует раствор€ть 2-3 %-ным раствором гор€чей щелочи).

Ёффективность разделени€ осадка взвесей охлажденного сусла при холодном сепарировании составл€ет около 50 %, причем необходима последующа€ аэраци€ сусла. Ќапорный диск сепаратора в этих цел€х использовать нельз€ из-за невозможности стерилизации подаваемого воздуха и риска его инфицировани€. ѕреимуществом холодного сепарировани€ €вл€етс€ исключение повторного перекачивани€.

‘ильтрование холодного сусла может проводитьс€ с использованием тех же типов фильтров, что и фильтрование пива (см. раздел 4.2.2.2), причем производительность дл€ сусла на 5 0 - 8 0 % выше, чем дл€ пива. “аким образом, производительность кизельгуровых пластинчатых фильтров составл€ет 5-6 гл/м2 площади фильтра, а кизельгуровых ситовых или щелевых фильтров - 7-10 гл/м2. ѕрименение кизельгура или перлита (WW320 или WDK 100, см. раздел 4.2.2.1) при умеренном расходе позвол€ет получать прозрачное сусло (мутностью 2-3 ед. ≈¬—). –асход кизельгура в зависимости от степени загрузки установки, включа€ предварительный намыв фильтра через каждые четыре варки, составл€ет 50-70 г/гл. «атраты на техническое обслуживание и очистку кизельгуровых пластинчатых фильтров, которые редко используют

дл€ фильтровани€ сусла, €вл€ютс€ довольно высокими. —низить затраты труда позвол€ют горизонтальные фильтры. ѕерекачивание сусла в отдельный чаи дл€ предварительного брожени€ можно исключить, но предварительное удаление осадка взвесей гор€чего сусла в сепараторе или вирпуле с учетом производительности фильтра об€зательно.

Ёффективность разделени€ при фильтровании с помощью кизельгуровых фильтров составл€ет 75-85 %, то есть при первоначальном содержании взвесей охлажденного сусла 200 мг/л они еще остаютс€ в количестве 30-50 мг/л. Ѕлагодар€ более глубокому охлаждению сусла перед фильтрованием (например, до 0 0C) можно добитьс€ удалени€ 90-95 % общего количества осадка взвесей охлажденного сусла. «атем сусло в противотоке вновь нагревают до температуры внесени€ дрожжей.

 ак можно более полное удаление осадка взвесей охлажденного сусла представл€етс€ желательным при незначительной продолжительности брожени€ и дображивани€, так как в этом случае ускор€етс€ созревание пива. ѕри традиционной технологии пиву, полученному из отфильтрованного через кизельгур сусла, недостает необходимой полноты вкуса и в нем нередко про€вл€етс€ резкое и неустойчивое послевкусие.  омпенсировать эти дефекты может перемешивание фильтрованного и нефильтрованного сусла. ѕри использовании вирпула целесообразно фильтровать первые 25-35 % и последние 15-25 % сусла, но в этом случае сокращаетс€ срок службы фильтра. ƒл€ фильтрованного сусла большое значение придаетс€ его интенсивной аэрации.

ћетод флотации основан на том принципе, что частицы осадка взвесей охлажденного сусла собираютс€ па поверхности пузырьков воздуха, которые поднимаютс€ в течение 2-3 ч на поверхность сусла и образуют высокую компактную шапку пены, приобретающую через несколько часов коричневатый цвет. Ёффект отделени€ взвесей охлажденного сусла составл€ет от 50 до 65 % в зависимости от количества воздуха, размера пузырьков и скорости их перемещени€ к поверхности сусла. ѕосле подъема пузырьков сусло становитс€ почти прозрачным или слегка опалесцирующим, а при использовании аэрации со стороны подачи гор€чего сусла (например, через напорный диск сепаратора) - даже совершенно прозрачным.

‘лотаци€ может осуществл€тьс€ в присутствии дрожжей и без них, так как они не мешают ее ходу. ѕри правильной технологии потери дрожжей в деке незначительны. „тобы избежать неравномерности дозировани€ (особенно в горизонтальных флотационных танках), дрожжи должны вноситьс€ в подаваемое сусло - они интенсивно размножаютс€ благодар€ избытку воздуха. ƒанный способ может быть реализован в любом чане предварительного брожени€ или бродильном чане (при этом в емкости требуетс€ дополнительное свободное пространство - 30-50 % от ее объема). јналогичным образом можно использовать горизонтальные или вертикальные не используемые танки. ƒл€ исключени€ чрезмерного вспенивани€ сусла в танке можно создавать небольшое избыточное давление пор€дка 0,5 бар.

ѕри перекачивании сусла шапка пены оседает на дне емкости или остаетс€ на ее стенках. ¬ысота сло€ сусла в вертикальном танке может доходить до 4 м; если предусмотрена втора€ варка в смену, то высота сусла может доходить до 6-7 м.

ѕродолжительность флотации составл€ет в зависимости от высоты сло€ сусла 2-4 ч, и по истечении этого времени сусло можно перекачивать. Ћучше всего если выдержка составит 6-8 ч, но ее можно и увеличить до тех пор, пока шапка пены не опадет или не начнетс€ слишком сильное брожение. ќпределенные колебани€ длительности флотации необходимы дл€ подбора наиболее оптимального технологического цикла.  роме того, эффект флотации можно улучшить путем использовани€ нескольких варок. ” открытых чанов при определенных услови€х можно снимать шапку пены, содержащую частицы взвесей, но лучше примен€ть перекачивание при повторной аэрации. ¬ закрытых чанах или танках возможно проведение автоматической мойки.

ƒл€ флотации не требуетс€ большого количества оборудовани€ - достаточно вирпула, пластинчатого холодильника и системы интенсивной аэрации, но дл€ обеспечени€ надлежащего эффекта необходимо обеспечить хорошее отделение осадка взвесей гор€чего сусла.

ѕри отделении осадка взвесей охлажденного сусла на 60 % происходит удаление 12 мг азота и 30 мг высокомолекул€рных углеводов/л. ѕотери азота составл€ют 20-25 % от общих потерь при кип€чении сусла. —ледствием удалени€ углеводов €вл€етс€ улучшение фильтруемости пива. ѕри интенсивной повторной аэрации не вы€влено отсутстви€ липидов и ростовых веществ. ѕотери горьких веществ при этом не выше, чем при других способах, так как в шапку пены унос€тс€ лишь неизомеризованные α-кислоты. —огласно последним исследовани€м флотаци€ должна проводитьс€ только с использованием дрожжей (дл€ сохранени€ редуцирующих веществ).

Ѕлагодар€ сильной первичной и повторной аэрации увеличиваетс€ интенсивность главного брожени€ и дображивани€. ѕотери, возникающие при флотации, при правильном ведении процесса составл€ют 0,2-0,4 %.

2.7.7.3. ”стройства дл€ аэрации сусла. ¬о всех закрытых системах охлаждени€ требуетс€ специальна€ аэраци€ сусла. ѕри этом следует различать две задачи:

1) введение 7-8 мг O2/л (дл€ размножени€ дрожжей);

2) интенсивна€ аэраци€ дл€ удалени€ осадка взвесей охлажденного сусла (флотаци€).

ƒл€ достижени€ содержани€ кислорода в 7-8 мг/л необходим известный избыток воздуха. –асход воздуха составл€ет пор€дка 3-10 л/гл сусла в зависимости от давлени€, распределени€ воздуха и размеров пузырьков. ќптимальным решением представл€етс€ поступление воздуха под давлением с последующим сбросом давлени€ в трубопроводе определенной длины, а подача сусла в бродильный чан снизу предотвращает слишком быстрое выделение воздуха.

ѕри использовании флотации дл€ выполнени€ воздухом его Ђтранспортнойї функции требуетс€ неодинаковое количество воздуха - в зависимости от тех или иных факторов его количество колеблетс€ от 20 до 60 л/гл сусла. ѕодача воздуха, котора€ должна контролироватьс€ расходомером, может регулироватьс€ аэрационными свечами из керамики или металлокерамики с размером пор 0,2 мкм, или металлическими пластинками, диспергирующими воздух при его прохождении между ними. Ёти аэрационные устройства следует размещать у выхода пластинчатого холодильника так, чтобы сусло, поступающее в него

сверху, могло интенсивно перемешиватьс€ с идущим снизу воздухом. “рубопровод следует располагать выше уровн€ аэрационного устройства во избежание выделени€ воздуха из сусла. ’орошо зарекомендовало себ€ на практике подключение смесительного насоса, диспергирующего воздух в сусле. Ќапорный диск сепаратора гор€чего сусла позвол€ет захватывать большое количество воздуха, необходимого дл€ флотации, и интенсивно перемешивать его с суслом. “о, что в данном случае речь идет об аэрации гор€чего сусла, неважно, так как из-за подключенного пластинчатого охладител€ воздух может воздействовать на гор€чее сусло всего 1-2 с. —нижение давлени€ смеси воздуха и сусла в пластинчатом охладителе оказывает положительное воздействие, причем не происходит чрезмерного образовани€ пены во флотационной емкости.

“ак как аэраци€ при помощи напорного диска в случае неудачной конструкции сепаратора может привести к изменению вкуса пива, эффект аэрации напорного диска используетс€ в центробежном смесителе дл€ охлажденного сусла. —усло разгон€етс€ в небольшом вращающемс€ барабане и удал€етс€ через неподвижный напорный диск (грейфер). ѕри этом благодар€ соответствующей системе регулировки давлени€ подаетс€ строго определЄнное количество стерильного воздуха, расход которого составл€ет 25-35 л воздуха/гл сусла.

“рубка ¬ентури или струйный смеситель имеет сужение суслопровода, в результате чего скорость подачи сусла возрастает, причем под действием разрежени€ в трубопровод всасываетс€ воздух. “рубки ¬ентури в большинстве случаев требуют использовани€ транспортирующего насоса. ѕри правильной конструкции сопла дл€ обеспечени€ безупречного подмешивани€ воздуха к суслу достаточно 20-35 л воздуха/гл сусла. –азмер пузырьков воздуха составл€ет 0,1-0,5 мкм, что несколько меньше, чем у керамических или металлокерамических свеч, где пузырьки имеют размер 0,1-5 мкм. —ледует учитывать падение давлени€ в системе трубопроводов после трубки ¬ентури, вследствие чего дл€ компенсации разности давлений (при различной длине трубопроводов и т. д.) зачастую устанавливают так называемые контактные отрезки.

ќтносительно новым аппаратом дл€ аэрации сусла €вл€етс€ статический смеситель, состо€щий из нескольких смесительных элементов, которые обеспечивают перемешивание в горизонтальном и вертикальном направлени€х, благодар€ чему эффект перемешивани€ улучшаетс€. ¬ аэрированном таким образом сусле (скорость которого должна достигать 1,5 м/с) размер пузырьков составл€ет 0,1-0,5 мкм.

ѕри комбинированной гор€чей и холодной аэрации, то есть перед охладителем и после него, рекомендуетс€ примен€ть их в отношении примерно 1: 5, что позвол€ет объединить преимущества этих двух типов аэрации.

ѕовторна€ аэраци€ при перекачивании сусла из танка предварительного брожени€ или из флотационного танка используетс€ дл€ компенсации возможных потерь высокомолекул€рных жирных кислот, особенно ненасыщенных. ѕри этом происходит также дополнительное стимулирование размножени€ дрожжей. Ћучше всего в этом случае на напорной стороне насоса использовать трубку ¬ентури. Ќеобходимое при этом количество воздуха составл€ет 10-20 л/гл, и благодар€ этому объему обеспечиваетс€ содержание 8-10 мг 02/л.

«начение холодной аэрации заключаетс€ в стерилизации воздуха при фильтровании. Ќесмотр€ на использование в данном случае большого количества воздуха, содержание кислорода не превышает 8-10 мг/л начального сусла, а содержание кислорода после подъема пузырьков воздуха устанавливаетс€ в зависимости от температуры сусла.

2.7.7.4. ѕрименение вакуумного охладител€ при перекачивании сусла, то есть между вирпулом и танком дл€ гор€чего сусла позвол€ет добитьс€ быстрого охлаждени€ сусла до температуры 70-75 ∞—, благодар€ чему значительно снижаетс€ цветность сусла (см. раздел 2.7.4.1), но при этом ограничиваетс€ дополнительна€ изомеризаци€. ¬акуумный охладитель позвол€ет также извлекать летучие составл€ющие сусла, что положительно вли€ет на качество пива. ѕотребление воды охладителем поддерживаетс€ на низком уровне благодар€ использованию противоточной охладительной колонны. ќсновной недостаток этого способа состоит в потере энергии сусла (разность температур составл€ет около 20 ∞—), что, однако, компенсируетс€ другими источниками вторичного тепла, например, испарительным конденсатором сусловарочного котла. »змен€етс€ также консистенци€ осадка взвесей гор€чего сусла, отдел€ть который в вирпуле труднее, чем в сепараторе или в фильтре дл€ сусла.

2.7.7.5. јвтоматизаци€ процесса охлаждени€ сусла подразумевает, прежде всего, регулирование температуры сусла с помощью охлаждающей воды. ”правление центрифугой осуществл€етс€ фотоэлементом или путем зондировани€ шламового пространства. Ќе следует запускать вирпул с помощью таймера, так как мутность сусла может мен€тьс€ от варки к варке - наилучшим решением €вл€етс€ визуальный контроль со стороны оператора. Ётот процесс контролируетс€ с помощью измерител€ мутности, как и прерывание подачи сусла и переключение на сборник дл€ мутного сусла. –абота фильтра дл€ сусла автоматизируетс€ довольно просто. ћомент переключени€ с воды на сусло и наоборот определ€етс€ при помощи приборов дл€ измерени€ электропроводности.  роме того, имеетс€ возможность выбора танка и емкости дл€ дозировани€ дрожжей. ”ровень автоматизации мойки (после каждой варки или комплексна€ мойка) определ€етс€ возможност€ми имеющихс€ средств автоматизации.

 

¬ыход холодного сусла

 ак мы уже упоминали ранее, определить выход экстракта с гор€чим суслом всегда труднее, чем с холодным, так как отдельные показатели вызывают сомнени€. Ћогичнее поэтому определ€ть выход экстракта с холодным суслом.

»змер€емые показатели

 ак и дл€ оценки выхода экстракта в варочном цехе, используютс€ следующие показатели: масса засыпи, количество получаемого сусла и содержание экстракта.

2.8.1.1.  оличество холодного сусла легко определ€етс€ в тарированных чанах предварительного брожени€, точнее, в чанах дл€ холодной седиментации, при помощи измерительной рейки. ≈сли в чан предварительного брожени€ уже были добавлены дрожжи, то их количество следует вычесть из объема сусла. ѕри использовании флотационного танка определить количество холодного сусла сложнее, чем при подаче в один большой танк различных варок при отсутствии промежуточной емкости.

Ќа практике невозможно обойтись без надежного способа измерени€ количества холодного сусла в трубопроводе дл€ сусла после пластинчатого охладител€. “ак как водомер с овальным колесом и поршневой насос-дозатор не обеспечивают требуемой точности измерений, стали примен€тьс€ магнитно-индукционные расходомеры с точностью измерений ±3 % в диапазоне измерений 1:10, то есть гарантируетс€ одинакова€ точность измерений как при расходе 30 гл/ч, так и 300 гл/ч (перед таким расходомером необходимо установить отделитель воздуха).  оличество определ€емого при этом сусла меньше, чем количество гор€чего охмеленного сусла в сусловарочном котле. –азница обусловливаетс€ температурным сжатием сусла при охлаждении с 98 ∞— до температуры измерени€, а также потер€ми в хмелеотделителе или вирпуле.

2.8.1.2. —одержание экстракта в сусле в ходе обработки холодного сусла не всегда одинаково. ¬ начале из-за наличи€ в трубопроводах воды оно меньше среднего значени€; оно может уменьшитьс€ и в конце из-за попадани€ в сборник дл€ гор€чего сусла конденсационной влаги или поступлени€ воды, используемой дл€ вытеснени€ сусла. ƒл€ регистрации возможных отклонений необходимы пробоотборники, с помощью которых отбирают пробы сусла через короткие интервалы времени и направл€ют их в специальный сборник. “ам сусло тщательно перемешивают, определ€ют содержание экстракта сахарометром в массобъемных процентах (г экстракта/100 мл).





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-23; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1529 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

“ак просто быть добрым - нужно только представить себ€ на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © ћарлен ƒитрих
==> читать все изречени€...

634 - | 494 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.062 с.