126263 (Анализ технологии производства пива ОАО "Владпиво"), страница 2

Первичное сусло собирается и отводится в сусловарочный аппарат (поз. 31). Промывную воду от промывки дробины собирают в сборник (поз. 29), где подогревают до температуры от 76 до 78С. Эту воду по мере надобности насосом (поз. 30) направляют на использование при затирание в заторные аппараты (поз. 25) или на промывку дробины в фильтрационный аппарат (поз. 27).

Оставшуюся после фильтрации дробину, из фильтрационного аппарата насосом (поз. 56) нагнетают в бункер (поз. 33). Часть дробины реализуется для нужд сельского хозяйства.

2. Варка солода

Прозрачное сусло и промывные воды самотеком поступают в варочный цех в один из шести посудных сусловарочных аппаратов (поз. 31, котел). Частота вращения варочного аппарата с применением несоложеного сырья 23% от 6 до 7 об/сут. Единовременная засыпь – 8,5 тоннзернопродуктов.

Котел - аппарат из нержавеющей стали шарообразной формы с вогнутым к центру дном, что обеспечивает в свою очередь лучшую циркуляцию сусла по направлению от центра к боковым стенкам. Перемешивание сусла осуществляется мешалкой.

Пар подводится в паровую рубашку, расположенную на наружной стенке дна аппарата с избытком давления от 2 до 3 бар (при температуре от 133 до 143 ºС). Пар отдает свою теплоту суслу и конденсируется. Конденсированную воду отводят в парогенератор и снова используют. При паровом обогреве идет равномерное распределение тепла. При кипении на дне образуются пузыри, которые проходя сквозь сусло, удаляют нежелательные летучие компоненты и вызывает дополнительное перемешивание сусла.

Сусло интенсивно кипятится в теченииот 1 до 2 часов с добавлением хмеля, который при совместном кипячении придает пиву желаемую горечь. Очень важно строго следить за дозировкой, моментом внесения очередной порции хмеля. В процессе кипения происходит уваривание сусла до заданной плотности и охмеления и переход в сусло горьких и ароматических веществ хмеля. Также проходит стерилизация, разрушение всех ферментов, коагуляция белков, повышение кислотности сусла и цветности.

Горячее сусло из сусловарочного аппарата (поз. 31), подается в хмелеотборный аппарат (поз. 35) который по своему устройству напоминает воронку с мелкой решеткой, на которой сусло сцеживают, отделяя хмелевую дробину.

Далее горячее сусло перекачивают насосом (поз. 36) в чан турбулентный (поз. 37) для дополнительной отчистки от дробины. Из турбулентного чана насосом (поз. 34) сусло направляют на пластинчатые теплообменники (поз. 38).

Теплообменники состоят из большого числа тонких металлических пластин, расположенных параллельно. При этом узкие пространства между пластинками служат для чередующихся потоков сусла и охлаждающей воды. В этих аппаратах температура сусла снижается до температуры начала брожения (от 5 до 6 ºС), так как дрожжи способны сбраживать сусло только при низких температурах.

При продолжительном пребывании при промежуточных температурах возрастает опасность размножения вредных для пива микроорганизмов. Во время процесса охлаждения первоначальное прозрачное сусло мутнеет из-за образования взвесей холодного сусла, которые следует удалять и проводить аэрацию, что обеспечит более быстрое брожение и созревания сусла. Аэрацию производят только при низких температурах, иначе это приводит к сильному окислению, из-за которого повышается цветность и появляется нехарактерная горечь. Далее сусло направляется в бродильные чаны (поз. 39).

1. Брожение солода

Бродильное отделение включает в себя 72 бродильных чана из нержавеющей стали с рабочей вместительностью 25000 л каждый.

В ток сусла из дрожжевого отделения, через специальную емкость для задачи дрожжей (монжю) (поз. 40), в бродильную емкость задаются семенные дрожжи. Дрожжи равномерно дозируются в перекачиваемое сусло. Главное брожение длится от 7 до 10 суток (в зависимости от сорта пива). В процессе брожения образуется излишнее тепло, которое постоянно отводится. Отвод тепла осуществляется через охлаждающие рубашки при использовании пресной ледяной воды охлажденной до +1 ºС при помощи аммиака.

По окончании главного брожения зеленое пиво, предварительно охлажденное до +5С, снимается с дрожжевого осадка и направляется через теплообменник (поз. 42) на дображивание в лагерные танки (поз. 43). Дрожжи с бродильных чанов направляются в ванну (поз. 41) дрожжевого отделения для подработки и хранения и дальнейшего многократного использования. Дображивание пива протекает в лагерном подвале при температуре от 0 до 3С. Всего лагерный подвал включает в себя 76 лагерных танков, 44 из них вместимостью по 100000 л и 32 по 50000 л.

Также предприятие имеет в своем распоряжении цех цилиндроконических бродильных и лагерных танков (ЦКТБ и ЦКТЛ). Отличие состоит в том, что в ЦКТ процесс брожения, доброжения и созревания проходит в одном аппарате [1]. Это обеспечивается высоким контролем подачи кислорода. Подача кислорода интенсивно ускоряет процесс брожения. Когда брожение почти прошло кислород перекрывают и отбираю дрожжи. Далее идет процесс дображиваниябез дрожжей и созревание пива.

Цилиндроконические танки изготавливаются с верхней частью в виде цилиндра и нижней в виде конуса. Такая форма дает возможность хорошо и полно отделять от пива осевшие дрожжи, а также улучшает опорожнение и мойку танка. Материалом для изготовления служит нержавеющая сталь.

Предъявляются высокие требования не только к материалу, но и к качеству внутреннего покрытия. Оно должно иметь как можно меньше шероховатостей и углублений, в которых могут оседать инфицирующая микрофлора губительная для пива. Это обеспечивается шлифовкой и тщательным контролем при сборке.

Объем загружаемого сусла не должен превышать 20–27 метров в зависимости от конструкции танка. Свободно пространство для подъема пены должно составлять от 18 до 25% от объема начального сусла. Заполнение и опорожнение ЦКТ осуществляется исключительно снизу по причине простоты. Заполнение сверху приводило бы к лишнему попаданию кислорода. ЦКТ соединяется с несколькими трубопроводами:

• с трубопроводом подачи сусла;

• с линией снятия дрожжей;

• с трубопроводом откачки пива;

• с трубопроводом подачи и возврата моющего агента.

Верхняя часть танка называется куполом танка. Купол доступен для обслуживания и содержит арматуру, размещенную в плите, находящейся в центральной части купола. Купольная арматура защищена от воздействия погодных условий и состоит из:

• предохранительного клапана;

• вакуумного клапана;

• системы для мойки купольной арматуры, подключенной к линии подачи моющих растворов;

• датчика уровня (для защиты от переполнения);

• датчика для измерения давления в танке.

Охлаждение ЦКТ необходимо для оптимального управления температурным режимом брожения. При этом для каждого танка необходимо обеспечить независимое охлаждение. Способ и мощность системы охлаждения зависит от потребности в холоде. Брожение, дображивание и созревание в ЦКТ дает возможность провести данные процессы с отличным выходом за более короткий срок.

По окончании процесса дображивания пиво проходит через сепаратор (поз. 44), где происходит первичная фильтрация пива, а затем насосом перекачивается на фильтр-пресс (поз. 45) для более детальной и точной фильтрации. Отфильтрованное пиво дополнительно насыщается уклекислотой через карбонизатор (поз. 46), где поток углекислоты впрыскивают в поток пива. Растворение диоксида углерода в пиве первоначально нестойко, и стойкость связывания возрастает спустя некоторое время. Далее пиво направляется в 16 сборников осветленного пива–"форфасов" (поз. 47) вместимостью 25 000 л каждый. В форфасном отделении поддерживается температура от 1 до 2С. Из форфасов пиво избыточным давлением выдавливается в моноблок (поз. 51) цеха бутылочного розлива или в цехах розлива пива в кеги.

1. Розлив пива в бутылки

Розлив пива осуществляется на линии розлива производительностью 12 тыс. бутылок в час. По пути к моноблоку пиво проходит через пластичный теплообменник (пастеризатор), где нагревается до температуры 80С и опять охлаждается. С помощью машины для извлечения бутылки (поз. 48) стеклотара извлекается из ящиков и контейнером подается в бутылкомоечную машину (поз. 49), где стеклотара проходит следующие технологические стадии:

• полное опорожнение бутылок (удаление остатков);

• отмочка;

• щелочная ванна;

• щелочное шприцевание;

• промежуточное шприцевание;

• шприцевание горячей водой;

• шприцевание холодной водой;

• шприцевание свежей водой.

Чистая бутылка через световой экран (поз. 50) конвейером подается к моноблоку (поз. 51), где наполняется пивом и укупоривается кронен-пробкой. Далее через бракетажную машину (поз. 52), пастеризатор (поз. 53) и этикетировачную машину (поз. 54) подается на упаковку в полиэтиленовую пленку (поз. 55).Далее готовая продукция отправляется на склад готовой продукции, где хранится при температуре от 10 до 20С.

1. Требования к качеству пива

Для прохождения обязательной сертификации пиво должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 51174-98 [3].

По органолептическим показателям пиво должно соответствовать указанным требованиям:

• прозрачность (прозрачная жидкость без посторонних включений);

• аромат и вкус (чистый вкус и аромат сброженного солодового напитка с хмелевой горечью и хмелевым ароматом, без посторонних запахов и привкусов).

По физико-химическим показателям пиво должно соответствовать указанным требованиям:

• экстрактивность начального сусла (от 8 до 23%);

• объемная доля спирта (от 2,8 до 8,2%);

• кислотность (от 1,0 до 5,0 единиц кислотности);

• цвет (от 0,4 до 1,5 единиц цветности);

• массовая доля двуокиси углерода (не менее 0,33%);

• высота пенообразования (не менее 30мм);

• пеностойкость (не менее 2 минут);

• стойкость пива (для не пастеризованного не менее 8суток, для пастеризованного – 30 суток);

• энергетическая ценность (на 100г пива не менее 30–80 ккал);

• содержание углеводов (на 100г пива не более 3,5–7,8 г углеводов).

2 Исследование сырьевых потоков в процессе варки пива

пиво солод варка брожение

Для количественной оценки используется отклонение (в процентах) средних значений от нормативных. Для оценки значимости отклонений проверяется принадлежность нормативного показателя доверительному интервалу изменения удельного расхода исследуемого ингредиента.

Для реализации поставленной задачи были взяты данные по варке сусла для производства пива "Рыцарь Приморья" на пивзаводе ОАО "Владпиво". Данные за период с июня по декабрь 2007 года приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Данные по варке сусла

Месяц	Сусло ×105, л	Ингредиенты сусла, кг
		солод пивоваренный 2 класс ×105	экстракт хмеля "магнум"	молочная кислота	кальций хлористый	кальций сернокислый	цинк сернокислый	ирландский мох
июнь	15,9	1,9	133,00	479,0	296	319,0	3,10	55,50
июль	10,6	1,5	108,00	318,5	212	205,0	1,70	24,41
август	17,1	2,2	178,34	468,0	342	214,5	2,34	66,30
сентябрь	11,5	2,8	112,75	182,0	208	169,0	0,78	26,00
октябрь	4,7	0,6	40,10	79,0	88	52,8	0,76	15,40
ноябрь	4,4	0,5	38,00	113,5	77	60,0	0,66	15,00
декабрь	7,7	1,0	101,72	215,0	118	152,7	1,22	25,82

Для возможности оценки отклонения от нормативных показателей переведем расход каждого ингредиента на 1 литр сусла. Значения удельных расходов и нормативных поместили показателей в таблицу 2.

Таблица 2 - Удельный расход ингредиентов на 1 литр сусла

Месяц		Ингредиенты сусла, кг/л
		солод пивоваренный 2 класс		экстракт хмеля "магнум"	молочная кислота	кальций хлористый	кальций сернокислый	цинк сернокислый	ирландский мох
июнь	0,120		8,32×10-5	3,00×10-4	1,85×10-4	2,00×10-4	1,94×10-6	3,48×10-5
июль	0,137		10,2×10-5	3,00×10-4	2,00×10-4	1,93×10-4	1,60×10-6	2,30×10-5
август	0,128		10,4×10-5	2,73×10-4	2,00×10-4	1,25×10-4	1,37×10-6	3,87×10-5
сентябрь	0,153		9,84×10-5	1,59×10-4	1,82×10-4	1,48×10-4	0,68×10-6	2,27×10-5
октябрь	0,132		8,47×10-5	1,67×10-4	1,86×10-4	1,12×10-4	1,61×10-6	3,26×10-5
ноябрь	0,123		8,55×10-5	2,56×10-4	1,73×10-4	1,35×10-4	1,49×10-6	3,38×10-5
декабрь	0,125		12,9×10-5	2,73×10-4	1,50×10-4	1,94×10-4	1,55×10-6	3,28×10-5
нормативный показатель	0,125		13,1×10-5	3,00×10-4	2,49×10-4	2,00×10-4	1,60×10-6	4,00×10-5

Для дальнейшего расчета нам понадобятся следующие величины [4]:

• среднее значение m_y (математическое ожидание) – мера среднего значения случайной величины.

где N – количество наблюдений;

y – наблюдаемая величина.