Недостатком у старых бочек было уплотнение наливных пробок промасленной тканью, и в последнее время чаще используют притирающиеся наливные пробки из полимерных материалов с резьбой. Кроме того, наливные пробки из полимерных материалов более удобны, так как они закупоривают бочку наподобие мембраны и могут просто проталкиваться. Тем самым бочка остается открытой до момента возвращения ее на предприятие, и в нее могут проникнуть насекомые. Используют также «магнитные» пробки, которые укупоривают бочку так же хорошо, как и высокие грибовидные пробки (благодаря креплению к бочке они остаются на ней при выпуске пива), в которых использован принцип цапфы (как у кегов, см. ниже). Мойку винтовых пробок рекомендуется проводить в специальной машине, где они стерилизуются горячей водой и затем (уже с уплотнителем) обрабатываются SO2 в специальной камере.
В последнее время широко используются ударные приспособления, автоматические удалители пробок, а также устройства маркировки, датировки и эти-кетирования бочек.
Розлив в кеги
5.2.5.1. Кеги. Цилиндрический корпус кега имеет четыре ребра жесткости, предотвращающие повреждения днищ. Масса 50-литрового кега из высококачественной стали составляет 13 кг, алюминиевого - 8,5 кг (существуют также кеги иной вместимости). Кег имеет отверстие лишь в верхнем днище, в которое ввинчивается арматура, состоящая из корпуса фитинга с наружной резьбой и встроенной вертикальной трубки, с помощью которой осуществляется очистка, наполнение и закрывание кега. Фитинги бывают двух вариантов: плоские и полые (корзиночные) фитинги. Плоский фитинг имеет плоскую верхнюю поверхность с двухфункциональным клапаном, тогда как корзиночный фитинг - два отделенных друг от друга рабочих клапана. Указанные виды фитингов отличаются друг от друга направлением потоков. Преимущество фитинга состоит в том, что кег в опорожненном состоянии закрыт и находится под давлением CO2, благодаря чему предотвращается высыхание остатков пива, попадание внутрь насекомых и повышается чистота внутреннего пространства кега.
Широко распространены кеги с внешним покрытием. Наружную облицовку корпуса из высококачественной стали, не только защищающую кег от ударов, но и способствующую улучшению теплоизоляционных свойств, выполняют из вспененного полиуретана, что позволяет снизить уровень шума при обработке кегов.
Пустые кеги при приемке должны тщательно проверяться с немедленной выбраковкой помятых или иным образом поврежденных кегов.
5.2.5.2. Мойка и наполнение кегов. Снаружи кеги моют щетками в специальной моечной машине и ополаскивают. Внутреннее шприцевание проводят с помощью специальной моющей головки в установке розлива. После испытания давлением в ходе промывки холодной водой удаляются остатки пива, а шприцевание щелочным раствором и горячей водой проводят снизу. Кеги, в которых не создается избыточное давление, бракуются и подвергаются интенсивной очистке, в результате которой выявляют причины потерь давления и устраняют механические повреждения. После промежуточного ополаскивания кеги стерилизуют паром с помощью наливной головки, проводят продувку CO2, вакуумирование, наконец, розлив пива. Продолжительность мойки и розлива кега составляет 90 с (производительность - 40 кегов/ч). На один 50-литровый кег требуется 14 л горячей и 7 л холодной воды, 0,4 кг пара и 0,22 кг CO2 (в зависимости от предприятия указанные величины могут варьировать).
Несмотря на относительно несложный процесс мойки возвратных кегов, применяют мощные моющие установки. Внешняя мойка и очистка кегов может проводиться отдельно от других этапов мойки. На этой стадии кеги подвергаются многократной обработке струями холодной или горячей воды из разных форсунок, и в зависимости от степени загрязнения давление в форсунках составляет от 5 до 20 бар. На второй стадии внешней мойки вращающийся кег очищают при помощи сменных щеток. Наиболее интенсивная очистка происходит в зоне нанесения этикетки с помощью специальной форсунки под давлением до 80 бар. Расход воды при этом сравнительно невелик, поскольку используется отработанная вода после внутренней мойки кегов и последняя вода для ополаскивания предварительной мойки.
В ходе мойки кег вращается, причем весь процесс мойки осуществляется снизу через вставленную в кег вертикальную трубку, а слив воды и моющих средств - через вентиль для CO2.
Установка для главной мойки (после проведения внешней мойки) и розлива разделена на станции:
· станция 1 (мойка): проверка остаточного давления, удаление остатков жидкости и CO2, предварительное ополаскивание теплой водой, удаление остатков воды стерильным воздухом, мойка стенок через вертикальную трубку горячим щелочным раствором, заполнение щелочным раствором и создание давления газа;
· станция 2 (мойка): обеспечение контакта загрязненных поверхностей со щелочным моющим раствором, замачивание стенок и зон с загрязнениями;
· станция 3 (мойка): удаление остатков щелочного раствора продувкой стерильного воздуха, промежуточное ополаскивание водой, удаление остатков воды продувкой стерильного воздуха, кислотная промывка при температуре 60°С, удаление остатков раствора кислоты продувкой стерильного воздуха;
· станция 4 (мойка): промывка горячей водой, удаление остатков воды паром, создание давление пара, контроль давления;
· станция 5 (стерилизация): обработка горячим паром;
· станция 6 (стерилизация): проверка на давление (путем сравнения с давлением на 4-й станции), интенсивная обработка острым паром, вакуумирование, удаление остатков пара продувкой CO2, частичное создание противодавления CO2;
· станция 7 (розлив): создание необходимого противодавления CO2, наполнение пивом (с более низкой скоростью в начале и в конце налива и ускоренное между ними).
Качество мойки проверяется селективным зондом, и при каких-либо отклонениях наполнение кега полностью предотвращается. Мойку кегов можно интенсифицировать путем шприцевания сверху и снизу с интервалами, ультразвуковой обработкой, продувкой воздуха при щелочной мойке, а также выбором разных моющих средств. Эффективна кислотная мойка при 60-70 °С. При мойке кег не наполняется моющим раствором - мойка осуществляется проточным способом. При затрудненной мойке кегов из-под пшеничного пива направление моющих струй постоянно меняется.
Наливная головка оснащена многоходовым клапаном для пива. Как уже отмечалось расход пива в начальной, основной и конечной фазах налива меняется. Создаваемое противодавление зависит от давления пива. Станция розлива может быть оснащена градуированным наливным устройством для объемного дозирования, которое вместе с клапаном возврата газа включается в систему автоматического регулирования.
Розлив проводят при температурах до 16°С; количество разбрызгиваемого пива при этом составляет 40-60 мл/кег.
Обработка кегов на станциях мойки и розлива происходит либо прямолинейно, либо в карусели, причем поставляется оба типа оборудования.
Кег наполняют, как правило, до краев, причем достижение необходимого уровня регистрируется контактным, электрическим или пневматическим датчиками. Для проверки правильности наполнения кегов используют автоматические весы, отбраковывающие неверно заполненный кег.
Допускается также розлив по объему, регулируемый объемным расходомером - после достижения требуемого объема срабатывает контактный датчик, прекращающий процесс розлива. Магнитно-индукционные расходомеры (IDM) должны калиброваться каждые 2 года. Данная система более экономична.
На одной линии розлива за 1 ч можно наполнить примерно 60 кегов вместимостью от 25 до 75 л, что соответствует производительности 30 гл/ч. Использование нескольких таких линий, загружаемых кегами из машины для предварительной мойки, позволяет достичь привычной производительностям крупных установок розлива (150 гл/ч).
5.2.5.3. Преимущества кегов. Так как кеги возвращаются от потребителей под давлением CO2, они внутри влажные и легко моются. Некоторые технологии мойки и дезинфекции позволяют проводить действительно стерильный розлив, особенно если установка розлива работает без сбоев. Опасность инфицирования заключается лишь в возможной нестерильности фитинга. Розлив проводится в обработанный паром кег при противодавлении CO2 (при этом поглощение кислорода составляет до 0,02 мг/л) или при вакуумировании (в зависимости от разности давлений поглощение кислорода составляет 0,20-0,40 мг/л).
В настоящее время установки розлива в кеги высокоавтоматизированы, причем встречаются комплексные системы с автоматами по паллетизации и вилочными автопогрузчиками. При этом возникает проблема разнообразия типоразмеров кегов, в связи с чем в ФРГ и других странах постоянно ведется работа но унификации кегов и арматуры.
5.2.5.4. Недостатки кегов. К недостаткам кегов относят высокие производственные затраты, так как себестоимость кегов, установок мойки и розлива, а также автоматических паллетизаторов, транспортеров и устройство контроля довольно велика. Кроме того, требуются конструктивные изменения в установках по розливу пива из кегов в местах реализации. Из-за дефектных прокладок фитингов во время розлива может наблюдаться потеря CO2, вследствие чего при реализации пива в розлив могут возникать проблемы.
5.2.5.5. Несмотря на полную автоматизацию производства очень важен контроль розлива в кеги - регистрируется температура, давление и продолжительность отдельных стадий мойки, концентрация моющих средств и т. п. Следует также проводить технохимический и микробиологический анализ поступающего на розлив пива, необходимо регистрировать содержание в нем кислорода и проверять содержание кислорода в кегах.
Нарушения газовой среды (на основе CO2) возникают лишь в том случае, если при обработке паром через систему отведения конденсата происходит всасывание воздуха или недостаточно давления разряжения CO2. В таком случае при наполнении пивом горячего кега могут образовываться не только продукты реакции Майяра, но и происходить окисление полифенолов.
Имеется также возможность визуального контроля - выпускаются кеги с прозрачными стенками, аналогичные металлическим кегам. Такого рода кеги должны оснащаться термометром и манометром, и в целях предотвращения аварийных ситуаций важно проверять кег на повреждения (например, на неплотные или перекошенные фитинги). Практичен и довольно эффективен микробиологический контроль путем анализа показателей разбрызгиваемого пива. Особого внимания требует промывка клапана через вертикальную трубку, что представляет проблемы, прежде всего, для кегов с пшеничным пивом, так как пиво в кеге дображивается. В данном случае необходимо внести изменения в используемый клапан. Кроме того, при мойке жесткой водой возможны образование отложений и коррозия под действием хлоридов.
Цех розлива в кеги
В типовом цехе розлива в кеги моечные машины связаны с установкой розлива различными транспортирующими системами (роликовыми конвейерами, наклонными рампами, цепными транспортерами и т. п.). Заполненные кеги перемещают вертикально и горизонтально цепными транспортерами. Транспортирование ке-гов на поддонах вилочными автопогрузчиками встречается лишь на крупных пивоваренных предприятиях.
Участок складирования заполненных кегов должен находиться в изолированном охлаждаемом помещении (с температурой 5 - 6 °С). Необходимое пространство зависит от количества сортов пива, а также от производительности линии розлива. При ежедневном розливе участок складирования должен иметь возможность принять полуторно-двухсуточный объем продукции. Специальное пространство для хранения чистой тары в настоящее время больше не выделяется, так как кеги наполняют непосредственно после мойки. Полы асфальтируют, а в местах повышенной нагрузки их укрепляют арматурой или металлическими листами. При выгрузке на рампу кеги пропускают через небольшие люки, а при использовании вилочных автопогрузчиков продукцию отгружают через большие проемы с дверцами (в обычном положении закрытые с резиновыми уплотнениями).
Аппараты для розлива кегов монтируют в помещениях с кондиционированием воздуха, аналогичных цехам розлива в бутылки (иногда их располагают в одном помещении). Для обслуживания предприятий общественного питания, особых клиентов и т. д. предусматривают специальную холодильную камеру, из которой можно поставлять бочковое пиво требуемой температуры.
Розлив в бутылки и банки
Тара
5.3.1.1. Бутылки. Бутылки, применяемые в Германии для розлива пива, за редким исключением выпускаются объемом 0,5 или 0,33 л. Пол-литровая бутылка претерпела в течение нескольких лет очень большие изменения - от евробутылки до узкой NRW-бутылки (от Nord-Rhein-Westfalie, земля Северный Рейн-Вестфа-лия, где эта бутылка впервые применена) с соответствующим изменением ящиков для бутылок. Наряду с этим на производстве появились бутылки особой формы для эля; кроме того, на некоторых предприятиях еще используется «классическая» пол-литровая бутылка с утолщенным горлышком под пробку с пружинным хомутом. С появлением NRW-бутылки производители практически перестали использовать бутылку типа «Виши». Пол-литровую штайни-бутылку (Steinie, бутылка «коренастого» типа с утолщением под горлышком) используют лишь на малых пивоваренных предприятиях. Среди бутылок объемом 0,33 л преобладает форма «Виши», но широко распространена и форма бутылки для эля.
Бутылки для розлива пива стандартизированы. Данные по евро- и NRW -бутылкам представлены в табл. 5.1.
Таблица 5.1. Диаметр, высота и масса стандартных бутылок
| Евробутылка | Евробутылка III | NRW-бутылка | |
| Диаметр, мм | 68,5 | 67,5 | |
| Высота, мм | |||
| Масса, г |
Внутреннее давление в евробутылках составляет около 6 бар; внутреннее давление, при котором происходит разрыв бутылки, -16 бар (стандартное отклонение - 1,75).
Требования, предъявляемые к бутылкам, касаются прежде всего соответствия их стандартным размерам, расположения центра тяжести и правильного исполнения венчика горловины бутылки. Во избежание появления «солнечного» привкуса (дефекта, обусловленного интенсивным воздействием на пиво в бокале или бутылке солнечного света) цвет бутылки должен быть светло-коричневым. Зеленое стекло используют меньше, поскольку оно характеризуется меньшим светопоглощением, чем коричневое. При пастеризации пива в бутылках особые требования предъявляются к материалу бутылок.
При укупорке бутылок чаще всего используют корончатые пробки (кронен-пробки) и реже - пробки с пружинным хомутом, алюминиевые навинчивающиеся колпачки и навинчивающиеся крышки. Кронен-пробки, алюминиевые колпачки и навинчивающиеся крышки снабжают уплотняющими прокладками из прессованной пробки или синтетических материалов. Прессованные пробковые прокладки со стороны, контактирующей с пивом, ламинируют алюминиевой фольгой или полимерной пленкой. В состав прокладок из полимерных материалов (речь идет о полиэтилене, полипропилене, сополимерах этилена и винилацетата и о различных видах латексов) по международным соглашениям не должен входить ПВХ. Наряду с хорошей способностью выдерживать необходимое давление, прокладки из указанных материалов при избыточном давлении способны выполнять роль своего рода «клапана», что особенно важно при укупорке пшеничного пива. При хранении бутылочного пива прокладки из полимерных материалов обладают хорошими барьерными свойствами по отношению к кислороду. В последнее время все шире начинают применять различные способы повторной укупорки.
53.1.2. Банки. Преимущественно производятся банки цилиндрической формы с плоской крышкой и отрывным язычком. При этом при вскрытии банки система открывания остается на крышке, и тем самым не наносится вред окружающей среде. Большинство выпускаемых банок имеют объем 0,33 л, но доля пол-литровых банок постепенно растет. Определенную часть рынка занимают литровые банки.
Банки - это одноразовая упаковка, подлежащая вторичной переработке. Изготавливают банки из тонкой жести или алюминия методом глубокой вытяжки. Алюминиевые банки емкостью 0,33 л имеют массу всего 24 г, но они легко деформируются и выдерживают лишь 20 %-ное разрежение, тогда как банки из белой жести - 60 %-ное. Практически стерильные банки непосредственно от производителя поступают на производство и перед розливом требуют лишь простого ополаскивания. На этикетке указывают место изготовления и марку пива. Пастеризация банок должна проводиться быстрее, чем бутылок. Преимуществом банок является возможность быстрого охлаждения пива в них и защита содержимого от действия света. Одним из недостатков жестяных банок является необходимость использования внутреннего покрытия, которое требуется для защиты пива от воздействия металла и появления в нем «металлического привкуса, а также для сохранения стабильности свойств пива (эта проблема еще полностью не решена). Для определения правильности наполнения банок их взвешивают. Основная проблема при розливе в банки состоит в соблюдении требуемого низкого содержания кислорода в пиве, в связи с чем установка розлива в банки должна быть оснащена особыми наполнительными головками и специальным укупорочным оборудованием.
Мойка бутылок
Многоразовые бутылки необходимо очищать от остатков пива и загрязнений с контролем их состояния с микробиологической точки зрения.
5.3.2.1. Еще нередко для мойки бутылок используют барабаны для отмочки, щеточные машины и аппараты для шприцевания. Даже если механическая мойка вполне удовлетворительна, то эффективность мойки снижается из-за низких температур отмачивания (40-45 °С), и риска инфицирования от щеток.
5.3.2.2. При эксплуатации аппаратов для шприцевания качество мойка зависит от используемых химических средств, температур и давления, причем загрузка и выгрузка бутылок осуществляется вручную.
Такие бутылкомоечные аппараты обрабатывают не более 2-6 тыс. бутылок/ч, что гораздо меньше производительности карусельных бутылкомоечных машин в -виде единой установки. Процесс мойки разбивается на несколько стадий - предварительное ополаскивание теплой (35-45 °С) водой, щелочная мойка (65-75 °С), ополаскивание теплой (35-40 °С) водой и, наконец, ополаскивание холодной водой. Ополаскивание бутылок осуществляется внутри и снаружи, при этом необходимо правильно отцентрировать моющую струю.
Несмотря на высокое давление шприцевания (около 3 бар) и щелочную мойку при 70 °C, на которую приходится более половины времени мойки (около 3 мин), микробиологическая и механическая эффективность такой мойки оставляет желать лучшего. Расход пара довольно высок (80 кг/1000 бут.), а автоматическая загрузка не предусмотрена.
5.3.2.3. Бутылкомоечные машины для отмочки и шприцевания выпускаются в большом количестве конструктивных вариантов. Принципиальной у них является автоматическая загрузка и выгрузка бутылок, которые через всю машину проходят в кассетах и после опорожнения и предварительного шприцевания при 40 °С погружаются в щелочную ванну с температурой раствора 60-80 °C. Продолжительность отмочки составляет около 6 мин, и от нее зависит степень микробиологической чистоты. Затем бутылки поступают в зону щелочной мойки под высоким (3,5-4,5 бар) давлением при температуре 60-65 °С, после чего - в зону ополаскивания теплой (40 °С) водой под давлением 2,5 бар и холодной водой (под давлением 1,5 бар). Бутылки промываются как с внутренней, так и с внешней стороны, причем последовательность стадий мойки на разных предприятиях может быть различной. Помимо вышеописанной применяются также одна или две предварительные отмочки, подогрев бутылок и удаление остатков пива. Вторая предварительная отмочка способствует, помимо всего прочего, и экономии энергии. Последующая щелочная мойка осуществляется по всей длине бутылкомоечной машины, и в конце - обязательное отделение этикеток воздействием направленной струи. Дальнейшее удаление этикеток следует проводить как можно быстрее, не давая им распасться на отдельные волокна. В бутылкомоечных машинах определенной конструкции перед щелочной мойкой под высоким давлением заполненные щелочным раствором бутылки подвергают более продолжительной отмочке, после чего этикетки сразу же смывают. В машинах другого типа предусмотрены две и даже три отмочки щелочным раствором в погружных ваннах, в ходе которых проходит термическое и химическое расщепление инородных тел. Между зоной щелочной обработки и ополаскивания теплой водой предусмотрены зоны для стекания жидкости. Ополаскивание осуществляют свежей водой, стекающей в резервуар, откуда переливом пополняет соседний резервуар с теплой водой. Температура воды в этом резервуаре повышается под действием теплоты от бутылок и тем самым удерживается в желаемой области. Возможные остатки щелочи удаляются противотоком. Теплая вода из последней щелочной зоны направляется на предварительные отмочку или ополаскивание.
Повысить эффективность предварительной мойки в прямолинейных машинах с двухъярусной загрузкой можно путем расположения зоны предварительной отмочки на нижнем ярусе. Относительно новый метод «импульсного шприцевания» позволяет при незначительном давлении (1,8 бар) повысить число шприцеваний и при лучшем качестве мойки снизить энергозатраты. Применение форсунок обусловлено необходимостью повысить эффективность мойки на всех стадиях мойки и ополаскивания. Поворотные устройства для вращения бутылок изменяют направление потоков жидкости при наружном ополаскивании, улучшая качество мойки. Концентрация щелочи в зонах отмочки составляет 0,5-0,8 % NaOH, а в случае сильно загрязненных бутылок и для отделения этикеток из полимерной пленки или фольги - 1,5-2%. К щелочи иногда добавляют полифосфаты, причем рецептурную композицию можно составлять на предприятии с учетом жесткости воды или (наряду с силикатными средствами, предотвращающими коррозию) приобретать в готовом виде. При использовании специальных смачивателей степень удаления загрязнений возрастает настолько, что возникает возможность снизить концентрацию щелочи. Во избежание слишком сильного вспенивания, вызываемого прежде всего этикеточным клеем, в щелочной раствор для отмочки вводят пеногасители.
В процессе мойки щелочной раствор быстро загрязняется, в связи с чем перед и после насоса его необходимо фильтровать. Необходимо проводить ежедневный многократный контроль концентрации щелочи и значения pH моющего раствора (как правило, путем измерения электропроводности). После мойки в 1 м3 30-50 тыс. бутылок щелочной раствор в первой зоне теряет свою эффективность. Загрязнения удаляются
с помощью специальной седиментационной емкости, так что щелочной раствор после восстановления требуемой концентрации может использоваться еще от 3 до 6 циклов. Очистка щелочного раствора с помощью ультра- или всасывающего ленточного фильтра значительно продлевает продолжительность его использования. При работе предприятия в одну смену щелочной раствор за 14 ч охлаждается, в связи с чем после опорожнения бутылкомоечной машины его отводят в изолированный танк для хранения, в котором на следующий день перед запуском машины его можно подогревать.
В настоящее время применяемые щелочные растворы нейтрализуют с помощью CO2, удаляемого в процессе розлива. Щелочь для восстановления старого или приготовления нового раствора поставляется, хранится и дозируется преимущественно в жидком состоянии. Возникающий из-за наличия на бутылках алюминиевой фольги алюминат при восстановлении щелочного раствора может частично выделяться и в определенных условиях образовывать на стенках бутылок металлическую пленку, которая может стать причиной гашинг-эффекта (фонтанирования нива). Кроме того, существует риск обильного выделения водорода, который во избежание взрыва (из-за всасывания пара над погружной ванной и удаления его в головной части машины) необходимо отводить.
Во многих странах от использования алюминиевой фольги и этикеток на бутылках с пивом уже отказались, что решает многие проблемы их отделения и удаления в процессе мойки бутылок.
Теплая вода для ополаскивания не должна нарушать микробиологическую стерильность бутылок, поступающих из зоны щелочной мойки, и поэтому ее хлорируют (3-5 г/м3). Кроме того, следует избегать образования камня в результате уноса щелочью (10-20 мл/бут.) - эту проблему решают с помощью добавления полифосфатов. Стерилизацию зон щелочной мойки и ополаскивания проводят кипящей водой или дезинфицирующим раствором.
При нахождении бутылок в зоне ополаскивания холодной водой следует соблюдать необходимые меры предосторожности. Стерильность бутылки достигается в том случае, если вода для ополаскивания соответствует требуемым микробиологическим стандартам (при необходимости ее хлорируют, 1,0 г/м3), проводится регулируемое увлажнение (устранение запотевания при выгрузке бутылок), а также если осуществляется ежедневная дезинфекция (головную часть машины обрабатывают паром, горячей водой или технической водой с дезинфицирующим средством). Зоны ополаскивания и охлаждения в противотоке, как правило, после их опорожнения промывают через систему форсунок и, при необходимости, дезинфицируют).
Несмотря на автоматизацию производства, все оборудование следует проверять визуально на предмет работоспособности форсунок, давления в насосе, температуры и т. д.
Производительность бутылкомоечных машин варьирует от 2 до 150 тыс. бут./ч. Вся обработка бутылок занимает около 15 мин, причем благодаря рекуперации теплоты на 1000 бутылок требуется 25-32 кг пара, 0,15-0,27 м3 воды и 1,5-2,5 кВт электроэнергии. Чем крупнее бутылкомоечная машина, тем ниже затраты на энергоносители, причем ее изоляция дает 20-25 %-ную экономию теплоты.
От отработанной воды, выводимой из зоны предварительной отмочки, с помощью теплообменника можно получать часть энергии для создания необходимой температуры в помещении и т. п.
После мойки и перед розливом бутылки инспектируют просвечиванием. Под автоматической инспекцией бутылок понимают просвечивание донышка бутылки - сфокусированный свет попадает на фотоэлемент, который в случае затемнения (наличия загрязнения) подает импульс на удаление данной бутылки. Специальная камера позволяет распознавать инородные полупрозрачные частицы и почти все синтетические вещества. Контроль стенок бутылки также осуществляют с помощью камеры со специальным оборудованием (изображение пустой бутылки разлагается на мельчайшие точки, степень яркости которых служит для оценки чистоты. Аналогично проводят контроль горлышка. Предварительное разделение бутылок на более высокие или низкие упрощает их инспекцию. Контроль внутренней поверхности бутылки осуществляется одновременно с контролем донышка и горлышка и позволяет обнаруживать крупные инородные включения. Основную проблему при анализе степени чистоты представляет этикетка, занимающая, как правило, довольно большую поверхность.
Особо важен контроль днища и наличия в бутылке остатков жидкости, который проводится с помощью сканера и дублируется при помощи камеры, а также дополнительными анализами. Для выявления остатков щелочного раствора применяют инфракрасные и высокочастотные детекторы.
Инспекторы бутылок изготавливаются для карусельной и прямолинейной конфигурации бутылкомоечных машин.
Розлив в бутылки
Современный розлив в бутылки, протекающий из-за содержания CO2 в пиве изобарометрически, не должен ухудшать качество пива. В ходе розлива необходимо соблюдать микробиологическую чистоту напитка, а также минимизировать потери CO2 и поглощение воздуха.
В простейшем исполнении установка розлива представляет собой резервуар с пивом (как правило, кольцевой) со встроенными в кольцо наливными органами. На розлив бутылки от бутылкомоечной машины транспортируются к подъемным элементам при помощи подающей звездочки (в некоторых случаях она скомбинирована с загрузочным шнеком). Подъемные механизмы во время вращения установки розлива поднимают бутылки и прижимают их к патрону наливного клапана - тем самым создается герметичное соединение бутылки и клапана. Контакт бутылок с наливным клапаном осуществляется преимущественно пневматически с избыточным давлением воздуха 2-3 бар. При вращении карусели включается наливной клапан - сначала в бутылке создается разрежение, после чего происходит налив пива под влиянием перепада давления. Отработанный воздух удаляется через канал, встроенный в наливную трубку и отводится в специальный резервуар или в отдельную емкость для возвратного воздуха и избыточного пива. Давление между этими емкостями и резервуаром для пива регулируется с помощью мембраны. Незадолго до конца оборота наливного устройства уровень пива в бутылке достигает отверстия канала для возврата воздуха. Подъемный стол опускается в результате отвода воздуха в возвратную трубку или с помощью дискового кулачка.
Наполненные бутылки по выпускающей звездочке передаются на транспортер и далее на укупорку. Автоматические установки розлива в бутылки различают по давлению розлива, по форме пивного резервуара и по типам наливных клапанов.
53.3.1. Розлив при вакуумировании происходит под избыточным давлением 0,8-1,5 бар, которое незначительно превышает давление насыщения пива CO2. Чаще всего такой способ розлива используют при наливных клапанах с трубкой. При высоком содержании CO2 (например, 5,0 г/л) может понадобиться увеличение разрежения на 1,8-2,2 бар.
5.3.3.2. Розлив при высоком давлении применяют при розливе пива с содержанием более 5,2 г СO2/л, бездрожжевого пшеничного пива, при горячем розливе и при высокой производительности линии розлива. В некоторых случаях следует учитывать конструктивное исполнение наливного органа (для разных видов розлива требуются определенный тип наливного органа). Розлив пива ведут при давлении от 3 до 8 бар. Наполнение бутылки пивом должно происходить при разряжении CO2, поскольку пиво в зависимости от конструкции наливного органа может быть сильно насыщенным воздухом.
По форме резервуара с пивом различают следующие конструкции.
5.3.3.3. Пивной резервуар установки розлива выполнен с наклоном днища к наливному органу; собственно резервуар изготавливают из меди с оцинковкой внутренней стороны. Во время розлива резервуар заполнен пивом примерно наполовину. Из наполненной части резервуара происходит отбор пива в наливные устройства, трубки подачи и возврата воздуха которых расположены над уровнем пива. Обратный поток возвратного воздуха и поступающее с ним незначительное количество избыточного пива ухудшают микробиологические показатели установки розлива. Содержание кислорода в пиве, находящемся в резервуаре, в ходе созревания может значительно повыситься. Поскольку установка розлива данного типа не позволяет применять повышенное давление розлива, не допускается и повышенное содержание CO2, в связи с чем ее используют в основном на линиях небольшой производительности. В модернизированном варианте этого аппарата предусмотрен отдельный резервуар для возвратного воздуха.
5.3.3.4. Установка розлива с кольцевым резервуаром сконструирована аналогично описанной выше. В пространстве над уровнем пива находится разреженный, реже возвратный воздух. Разреженный воздух отводится в специальный резервуар, давление в котором регулируется мембранным клапаном в зависимости от степени разрежения. В современных конструкциях каналы подачи воздуха, его возврата и канал пива разделены. Над пивом находится газ в виде своего рода подушки, применяемой для создания разрежения (возможно применение CO2).
5.3.3.5. Установка розлива с кольцеобразным каналом. Кольцеобразный канал с пивом во время розлива полностью заполнен. Разреженный и обратный воздух поступают по специальным каналам трёхкамерной системы. Требуемое равновесное давление регулируется при помощи мембранного клапана. В данной конструкции достигаются оптимальные показатели по содержанию кислорода, так как пиво не контактирует с поступающим и возвратным воздухом. Благодаря наличию небольшой разницы давлений между пивом и сжатым воздухом такую установку можно настроить на розлив конкретного сорта пива.
По типу блоков розлива и наливных устройств различают следующие конструкции.
5.3.3.6. Пробковое устройство (прежде использовали пробковый кран). В корпусе предусмотрены три сквозные отверстия- для подачи соответственно пива, воздуха и возвратного воздуха. При вращении пробки посредством боковой звездочки открываются необходимые каналы. После прижатия бутылки к наливному клапану сначала открывается канал подачи воздуха, и в бутылке создается давление разрежения. При повороте пробки канал подачи воздуха закрывается и открываются каналы подачи пива и возврата воздуха. В данном случае пиво заполняет бутылку за счет градиента давлений, при этом вытесненный воздух попадает либо обратно в кожух установки розлива, либо в специальный резервуар для возвратного воздуха.
Ранее при разрушении бутылки наполняющая трубка быстро перекрывалась плавающей пробкой. В настоящее время поток пива перекрывается металлическим поплавком, увлекаемым быстро текущей жидкостью. Недостатком такой пробки был ее износ, приводящий к разгерметизации, к деформированию каналов и тем самым к турбулентности пива. Максимальная производительность данного наливного устройства составляет 20000 бут./ч.
5.3.3.7. Шиберное наливное устройство. Корпус крана разделен на две части с соответствующими каналами, которые разделены перфорированными металлическим или пластмассовым шиберами. Первый поворачивается звездочкой наливного устройства, устанавливая соединение каналов, а пластмассовый шибер выполняет роль уплотнителя. Производительность такого наливного устройства аналогична предыдущему.
5.3.3.8. Наполнительное устройство по уровню наполняет бутылки до определенной метки. Бутылки заполняются без предварительной откачки воздуха, так что газовоздушная смесь из наливной трубки переходит в бутылку. Наливная трубка при извлечении перекрывается клапаном. При перекрытии пиво больше не поступает в бутылку. Клапан регулирования расхода при наполнении бутылки обеспечивает его равномерность. Сразу же после достижения пивом в бутылке требуемого уровня в результате возникшего перепада давлений между давлением налива и давлением возвратного воздуха возрастает скорость наполнения бутылки без образования турбулентности, благодаря чему можно производить розлив пива с высоким содержанием CO2 при относительно низком давлении и незначительном поглощении воздуха. Наполнительные устройства такого типа выпускаются производительностью до 64000 бут./ч.
5.3.3.9. Наливные клапаны бывают как с наливной трубкой, так и без нее.
В конструкции наливного клапана с трубкой с внешней стороны кольцевого канала расположены клапаны. Процесс розлива протекает следующим образом: газом (CO2 или N2), поступающим из специального канала через наливную трубку, осуществляется предварительное разрежение, под действием которого из бутылки снизу вверх вытесняется воздух через возвратный газовый канал. Через некоторое время возвратный канал для газа перекрывается и создается противодавление. В результате в бутылке находится под требуемым давлением только инертный газ. После открытия клапана подачи пива оно поступает к донышку сначала медленно (из-за небольшого поперечного сечения отверстия в канале возврата газа). После поднятия уровня пива выше конца наливной трубки подключается второй малый канал (в канале возврата газа), и бутылка наполняется быстрее. После достижения пивом горлышка бутылки расход пива снижается благодаря дросселированию канала возврата газа, а при достижении уровня трубки возврата газа клапан подачи пива перекрывается. Разница в высоте налива (до 15 мм) может вызываться задержкой сигнала перекрытия клапана.
Процесс налива на современных установках розлива управляется электроникой. После закрытия клапанов подачи пива и возврата воздуха давление стравливается путем подключения специальной камеры. Благодаря постепенному наполнению и стравливанию давления в конце наливные клапаны могут работать при большой производительности и при низком давлении. Возможен также розлив пива с высоким содержанием CO2. Производительность таких устройств розлива достигает 100 тыс. бут./ч.
Необходимо понимать, что чем выше производительность, тем хуже качество розлива. Оптимальная производительность установки розлива составляет около 60000 бут./ч, и производительность бутылкомоечной машины желательно подбирать с учетом одновременной работы двух установок розлива.
Иногда розлив пива производят без наливных трубок. Принципиальное отличие этого способа заключается в том, что после создания противодавления пиво через уплотнительную манжету трубки возврата воздуха наливается по стенкам бутылки. Воздух при заполнении бутылки удаляется через маленькую трубку возврата воздуха, высота расположения которой ограничивает налив. Перед опусканием бутылки давление розлива стравливается.
При таком способе налива используют однокамерную систему. При стекании пива по стенкам бутылки происходит его интенсивное взаимодействие с воздухом, и во избежание вспенивания при розливе необходимо высокое давление (2,5-3 бар). Для снижения поглощения кислорода существует несколько вариантов, при одном из которых в горлышко бутылки из дополнительной кольцевой камеры вводятся CO9 или азот, благодаря чему пиво не поглощает воздух на границе сред. В большинстве случаев производят предварительное вакууми-рование бутылки, для чего необходим специальный вакуум-канал, разрежение в котором создается соответствующим насосом, входящим в конструкцию наливного устройства. Разреженное пространство заполняется CO2 (или азотом). Наполнение бутылки пивом проходит в три вышеописанные стадии: медленное наполнение в результате дросселирования канала возврата газа, быстрое наполнение, замедляющееся по мере приближения к горлышку бутылки, и корректировка уровня налива по мере закрытия наливного клапана. В некоторых конструкциях предусмотрено удаление пива из патрубка возврата воздуха посредством продувки CO2 или азотом, в результате чего горлышко бутылки дополнительно наполняется инертным газом. При розливе с помощью такого налива содержание кислорода в горлышке бутылки очень мало.
Далее на выпускающей звездочке укупорочной машины происходит автоматическое доведение уровня жидкости в бутылке до требуемого - соответствующий импульс вызывает не только отбраковывание бутылок с недоливом или переливом, но и корректирует работу наливного клапана.
5.3.3.10. Розлив со стерилизацией бутылок предназначен для стерильного розлива обеспложенного пива. Бутылки поступают из бутылкомоечной машины в установку розлива с температурой 50-60 °С, где благодаря острому пару температурой около 110°С бутылки нагреваются примерно до 105 °С. При этом большая часть атмосферного воздуха вытесняется из бутылок в канал возврата газа. Воздействие острого пара, включая последующую промывку CO2, длится около 3 с, после чего создается противодавление CO2 и осуществляется налив по трехкамерному принципу. Верхняя часть бутылки повторно продувается CO2. Во избежание повторного инфицирования бутылок они еще до укупорочного патрона наливного устройства накрываются стерилизованными кронен-пробками. Окончательная укупорка осуществляется с помощью традиционного укупорочного устройства для кронен-пробок.
Такой режим работы возможен и при использовании наливных устройств с трубкой, причем продувка CO2 и создание противодавления происходит через наливную трубку. Отдельные стадии розлива осуществляются под управлением компьютера.
