Материал: Д6078 Радионова ИЕ Проектирование пивоваренного завода Пример расчета

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

Кафедра пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья

Проектирование пивоваренного завода Пример расчета

Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Проектирование предприятий отрасли» для студентов специальности 260204

Санкт-Петербург 2008

УДК 546.2

Радионова И.Е. Проектирование пивоваренного завода. Пример расчета: Метод. указания к практическим занятиям по дисциплине «Проектирование предприятий отрасли» для студентов спец 260204. СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. – 53 с.

Приводятся методики технологических расчетов пивоваренных пред-приятий, построения технологических схем производства, расчета материаль-ных потоков по отдельным технологическим процессам, подбора технологиче-ского оборудования, расчета площадей складских помещений.

Предназначены для студентов специальности 260204 «Технология бро-дильных производств и виноделие».

Рецензент

Канд. техн. наук, доц. Т.П. Арсеньева

Рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом уни-верситета

 Санкт-Петербургский государственный

университет низкотемпературных

и пищевых технологий, 2008

Введение

Курсовое проектирование по курсу «Технология отрасли» и дип-ломное проектирование являются заключительным этапом обучения в вузе. Их цель – систематизировать, закрепить и углубить теоретические знания студента, полученные в процессе учебы. При этом студент должен использовать опыт передовых предприятий нашей страны, отечественную и зарубежную литературу по технологии и технике отрасли, справочники, каталоги, монографии и другие специальные издания. Подбирая какое-либо оборудование, студент должен ознакомиться с его конструкцией, технической характеристикой, принципом действия, системой подключения необходимых коммуникаций (продукта, воды, пара и т. д.).

Курсовые проекты должны отражать этапы проектирования, осуществляемые проектными организациями, поэтому тематика проектов носит реальный характер. Они должны разрабатываться на основании «Инструкции о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений», а также «Норм технологического проектирования» данной отрасли промышленности.

Инженер-технолог должен уметь: обосновывать производственную мощность предприятия, ассортимент выпускаемой продукции; производить разработку технологической схемы производства; рассчитывать расход сырья, полуфабрикатов, необходимой тары, вспомогательных материалов. Также ему необходимо умение подбирать оборудование, рассчитывать необходимые площади складов для сырья, готовой продукции, вспомогательных материалов, тары и т. д.

Инженер-технолог должен уметь рассчитать расход воды, пара, электроэнергии, холода и выдать исходные данные для разработки соответствующих разделов проекта. Технологические расчеты необходимы также для грамотной организации реконструкции предприятия (или отдельных участков) в целях выработки наиболее целесообразных решений по совершенствованию деятельности предприятия.

В данных методических указаниях на реальных примерах даются методики расчета пивоваренного предприятия, производящего наиболее употребляемое (классическое) в России пиво.

1. Описание технологической схемы производства пива

Принципиальную технологическую схему составляют для того, чтобы определить последовательность технологических процессов, места подвода всех видов сырья и вспомогательных материалов, последовательность образования полуфабрикатов, места образования отходов и потерь.

На принципиальных технологических схемах все технологические процессы изображают прямоугольниками и располагают в последовательности, соответствующей очередности проведения процессов.

На основании принципиальной технологической схемы производят материальные расчеты расхода сырья, вспомогательных материалов и тары, полуфабрикатов по всем этапам производственного процесса, количества получаемых отходов и т. д.

Вышеперечисленные данные необходимы для подбора технологического и транспортного оборудования, расчета расхода энергоресурсов, площадей производственных и складских помещений.

Все виды солода перед подачей их в производство подвергают дополнительно полированию и измельчают. В процессе полирования потери солода n_п составляют 0,55 % солода, поступившего на предприятие. В процессе хранения солода на элеваторе до шести месяцев также теряется 0,065 % солода от количества солода, поступившего на предприятие n_хр. В процессе размола теряется 0,5 % зерновых веществ, поступающих на размол n_р.

Товарный ячмень, поступающий на завод, подвергают очистке и сортировке. При этом получаются следующие отходы: сорная примесь – 1 %, зерновая примесь – 4,2 % и ячмень 3-го сорта (проход через сито 2,2 20 мм) – 6,2 % от массы товарного ячменя.

Подогретая вода и размолотые зернопродукты поступают на затирание. Целью затирания является перевод в растворенное состояние крахмала, части белков и других нерастворимых в воде веществ зерна, т. е. перевод их в такое состояние, в котором они могут быть ассимилированы клетками дрожжей (осахаривание крахмала, гидролиз белков до аминокислот и т. д.).

После затирания затор передают на фильтрование, где он разделяется на сусло и нерастворимый осадок – солодовую дробину. В целях сокращения потерь сахаров в солодовой дробине ее подвергают промывке горячей водой на фильтровальной перегородке. Нормами предусмотрены потери экстрактивных веществ с солодовой дробиной n₁. Массу солодовой дробины определяют расчетом в зависимости от ее влажности, которая зависит от способов транспортирования дробины.

Отфильтрованное сусло поступает на варку с хмелем, целью которой является извлечение из хмеля ароматических и горьких веществ, коагуляция высокомолекулярных белков и выпаривание избыточной воды, поступившей с промывными водами (доведение массовой доли сухих веществ сусла до величины, характеризующей данный вид пива).

После варки охмеленное сусло перекачивают в хмелецедиль-ник для отделения нерастворимой части хмеля (хмелевой дробины). Для сокращения потерь сахаров в хмелевой дробине ее промывают небольшим количеством горячей воды. Затем сусло направляют на осветление в гидроциклонные аппараты для удаления белкового шлама (белков, скоагулированных в процессе варки).

Осветленное сусло охлаждают до температуры 6–10 °С. Охлаждение проводится в две стадии: водопроводной водой до температуры 30 °С и искусственно охлажденной ледяной водой или рассолом. Подогретая на первой стадии вода может использоваться в других технологических процессах и для мойки оборудования, поэтому она собирается в специальный сборник.

Нормами предусмотрены потери сухих веществ с хмелевой дробиной, белковым шламом и уменьшение объема сусла при охлаж-дении n₂.

Охлажденное сусло поступает на главное брожение. В сусло подают предварительно размноженную чистую культуру дрожжей или очищенные семенные дрожжи, полученные на предыдущей стадии брожения. В процессе главного брожения получается молодое пиво и выделяется диоксид углерода. Нормами предусмотрены потери в процессе главного брожения n₃. Полученные в процессе главного брожения дрожжи частично используются после их очистки в следующих циклах брожения, а избыточные дрожжи направляются на утилизацию.

Молодое пиво направляется в лагерное отделение на дображивание, которое происходит при более низкой температуре, избыточном давлении диоксида углерода. Нормами предусмотрены потери в процессе дображивания .

После дображивания пиво часто направляют на фильтрацию для придания ему блеска. Ввиду того что пиво плохо фильтруется, так как быстро забиваются фильтровальные перегородки, фильтрование ведут с добавлением нейтрального носителя – порошка кизельгура. При этом предусматриваются эмульгирование кизельгура в небольшом количестве пива и дальнейшая подача эмульсии в фильтрующееся пиво.

В случае недостаточного количества диоксида углерода в пиве, его дополнительно карбонизируют. Готовое пиво направляют на хранение в лагерные емкости. Нормами предусмотрены потери пива при фильтрации и хранении в лагерных емкостях .

Готовое товарное пиво направляют на розлив в бутылки вместимостью 0,5 и 0,33 л, в бочки и автопивовозы. Нормами предусмотрены различные потери при розливе пива n₅, n₆, n₇.

2. ЦеХа и участки пивоваренного завода

На пивоваренном заводе необходимо предусмотреть следующие цеха и участки:

– приемное устройство солода и ячменя;

– рабочую башню элеватора – склад сырья;

– силосные корпуса, надсилосные и подсилосные помещения.

Варочный цех:

– дробильно-полировочное отделение варницы;

– варочное отделение;

– машинное отделение варницы;

– помещение бункеров дробины;

– помещение баков горячей воды;

– склад хмеля;

– склад несоложенного сырья;

– склад сахара.

Бродильно-лагерный цех:

– отделение осветления и охлаждения сусла;

– отделение главного брожения;

– отделение чистой культуры дрожжей;

– отделение рабочих и утильдрожжей;

– отделение дображивания и выдержки пива (лагерное);

– фильтрационное отделение;

– отделение сборников фильтрационного пива;

– станция приготовления дезинфицирующих растворов;

– станция диоксида углерода;

– склад кизельгура.

Моечно-разливочный цех:

– отделение мойки;

– отделение розлива;

– отделение регенерации щелочи;

– помещение варки клея.

Цех розлива пива в крупную тару:

– помещение приема бочек;

– склад бочек;

– помещение мойки бочек;

– отделение розлива пива;

– отделение мойки и налива пива в цистерны.

Кроме того, в состав пивоваренного завода входят посудный цех и цех готовой продукции, который включает экспедицию бутылочной продукции и экспедицию бочковой продукции, а также лаборатория.

3. Режим работы завода

Режим работы завода приведен в табл. 1.

Таблица 1

Режим работы завода

Окончание табл. 1