Материал: Д6078 Радионова ИЕ Проектирование пивоваренного завода Пример расчета
Для охлаждения сусла используют пластинчатые теплообменники марки ООУ-25 производительностью 1250 дал/ч, в которых сусло охлаждается в два этапа: сначала водой до температуры 25 С, а затем ледяной водой или рассолом до температуры 6–8 С (при использовании ЦКТ – до 10 С).
В нашем примере сусло охлаждается в течение 3400/1250 = 2,72 ч, где 3400 дал – объем горячего сусла с одной варки.
Отделение главного брожения, дображивания и выдержки пива
Главное брожение и дображивание пива может производиться по следующим схемам:
– периодическая (классическая);
– в непрерывном потоке для рядовых сортов пива;
– в цилиндроконических танках.
Срок брожения и дображивания, длительность цикла, оборачиваемость, коэффициент заполнения приведены в табл. 11.
Таблица 11
Режим работы аппаратов для главного брожения
|
Сорт пива и схема |
Срок главного брожения, сут |
Длитель- ность цикла с учетом вспомо- гательных операций, сут |
Оборачи-ваемость в месяц, раз |
Оборачиваемость в год, раз |
Коэффи-циент загрузки аппарата |
|
«Жигулевское», по периодической схеме |
7,0 |
7,5 |
3,800 |
43 |
0,9 |
|
«Жигулевское», по непрерывной схеме |
4,0 |
4,5 |
7,125 |
80,7 |
0,85 |
|
«Жигулевское», в цилиндроконических танках |
См. дображивание (табл. 12) |
|
|
|
|
|
«Рижское» |
7,5 |
8,0 |
3,565 |
40,4 |
0,9 |
|
«Московское» |
8,0 |
8,5 |
3,352 |
38,0 |
0,9 |
|
«Украинское» |
8,0 |
8,5 |
3,352 |
38,0 |
0,9 |
|
«Мартовское» |
8,0 |
8,5 |
3,352 |
38,0 |
0,9 |
|
«Ленинградское» |
11 |
11,5 |
2,591 |
29,0 |
0,9 |
При подборе оборудования сначала выбирают тип аппарата, а затем подбирают его вместимость таким образом, чтобы она была кратна объему охлажденного сусла одной варки.
Для главного брожения периодическим способом можно ис-пользовать аппараты марки Б-604 номинальной вместимостью 12,5; 16; 20; 25; 32; 34,5; 40; 45; 50 м3.
Таблица 12
Режим работы аппаратов для дображивания
|
Сорт пива и схема |
Срок главного брожения, сут |
Длитель- ность цикла с учетом вспомо- гательных операций, сут |
Оборачи-ваемость в месяц, раз |
Оборачиваемость в год, раз |
Коэффи-циент загрузки аппарата |
||
|
«Жигулевское», по периодической схеме |
21 |
22 |
1,363 |
15,4 |
0,98 |
||
|
«Жигулевское», по непрерывной схеме |
15 |
– |
2,000 |
22,7 |
0,9 |
||
|
«Жигулевское», в цилиндроконических танках |
12 |
14 |
2,143 |
24,3 |
0,85 |
||
|
«Рижское» |
42 |
43 |
0,967 |
7,9 |
0,98 |
||
|
«Московское» |
42 |
43 |
0,967 |
7,9 |
0,98 |
||
|
«Украинское» |
30 |
31 |
0,967 |
11,0 |
0,98 |
||
|
«Мартовское» |
30 |
31 |
0,967 |
11,0 |
0,98 |
||
|
«Ленинградское» |
90 |
91 |
0,330 |
3,7 |
0,98 |
||
В нашем примере наименее концентрированным пивом является пиво «Жигулевское», единовременная засыпь зернопродуктов в заторный аппарат составляет Qе.з = 5,5 т; объем холодного сусла Vх.сус = 583,48 л/100 кг зернопродуктов. Тогда количество холодного сусла, получаемого с одной варки,
(Vх.сус)вар = Qе.з (Vх.сус /100)1000/1000 = 5,5(583,48/100)1000/1000 = 32,09 м3.
Вместимость одного бродильного аппарата (м3)
Vа.б = Kз Vх.сус /Kб,
где Kз – число заторов (варок), используемых для получения сусла, подаваемого в один бродильный аппарат; Kб – коэффициент заполнения бродильного аппарата.
Коэффициенты заполнения аппаратов: брожения Kб = 0,9, дображивания Kд = 0,98; брожения и дображивания в ЦКБА Kб.д = 0,85.
Для главного брожения выбирают аппараты марки Б-604 вместимостью Vг.б = 34,5 м3 (коэффициент загрузки аппарата Kд = 32,09/34,5 = 0,93). Таким образом, в один аппарат направляем сусло с одной варки.
Для пива «Рижское» коэффициент загрузки бродильного аппарата
Kз = [5500(538,4/100)1000]/34,5 = 0,86.
Это близко к нормативной величине 0,9, что приемлемо.
Для пива «Московское» коэффициент загрузки бродильного аппарата
Kз = [5500(496,69/100/1000]/34,5 = 0,79.
Это близко к нормативной величине 0,9, что приемлемо.
Необходимое количество аппаратов для главного брожения с учетом равномерной работы завода для каждого сорта пива
N
= V
/Vг.б
ZбKб
где
V
– объем холодного сусла, получаемого
в год, для i-го сорта
пива, м3; Zб –
оборачиваемость аппаратов в год,
т. е. число рабочих циклов аппарата
(см. табл. 11). Длительность цикла, или
один оборот, включает продолжительность
брожения для данного сорта пива плюс
0,5 сут на заполнение, опорожнение и мойку
аппарата.
Потребность в аппаратах главного брожения:
для пива «Жигулевское»
N
= 53510/ 34,5 ∙ 43 ∙ 0,93 = 38,8 = 40 шт.;
«Рижское»
N
= 10740/34,5 ∙ 40,4 ∙ 0,86 = 8,95 = 9 шт.;
«Московское»
N
= 10740/34,5 ∙ 38 ∙ 0,79 = 10,37 = 11 шт.
Всего необходимо аппаратов для главного брожения с учетом одного резервного 40 + 9 + 11 + 1 = 60 шт.
Отделение фильтрования пива
В фильтровальном отделении устанавливают сепараторы и фильтры для осветления пива, теплообменники для охлаждения пива, сборники фильтрованного пива, пастеризаторы и карбонизаторы. Все оборудование, кроме сборников, рассчитывают с учетом работы не более двух смен в сутки.
Осветление
пива целесообразно производить на
намывных диатомитовых фильтрах.
Производительность фильтровальных
установок выбирают в зависимости от
объема выпуска данного сорта пива в
месяц максимального выпуска пива V
,
двухсменной работы, 7 ч работы в смену
(7 ч работы и 1 ч подготовительно-заключительной
работы).
Производительность каждой фильтрационной установки выбираем для пива «Жигулевское»;
Gф.у
= V
∙ 100/2 ∙ 7 дал/ч;
Gф.у = 178,4 ∙ 100/2 ∙ 7 = 1274 дал/ч.
Выбираем две установки марки Р3-ВФД производительностью 1400 дал/ч.
Оборудование цеха розлива пива
Розлив в бутылки. Необходимая производительность автоматической моечно-разливочной линии
Gл.р.бут = Мбут ∙10 ∙ 0,1/21 ∙ 14 Kт.и Vбут, бут./ч,
где Мбут – годовая мощность по выпуску пива в бутылках определенной вместимости; 10 – пересчет дал в литры; 0,1 – часть годового выпуска пива, разливаемого в течение месяца; 21 – число рабочих дней в месяце; 14 – число рабочих часов в сутках; Vбут – вместимость бутылки, л.
Для линии производительностью 12000 бут./ч и более коэффициент технического использования Kт.и = 0,7, а для линии производительностью 6000 бут./ч Kт.и = 0,9. В нашем случае в бутылки вместимостью 0,5 л разливается 3,5 + 1 = 4,5 млн дал пива в год, а в бутылки по 0,33 л – 1 млн дал/год.
Производительность линии по розливу в бутылки по 0,5 л
Gл.р 0,5 = 4,5 ∙ 106 ∙ 10 ∙ 0,1/21 ∙ 14 ∙ 0,7 ∙ 0,5 = 43732 бут./ч.
Производительность линии по розливу в бутылки по 0,33 л
Gл.р 0,33 = 1 ∙ 106 ∙ 10 ∙ 0,1/21 ∙ 14 ∙ 0,7 ∙ 0,33 = 14725 бут./ч.
Выпускаются автоматические моечно-разливочные линии про-изводительностью 3000, 6000, 12000 и 24000 бут./ч. Выбираем для бутылок вместимостью 0,5 л две автоматические линии марки Б2-ВРТ производительностью по 24000 бут./ч, а для бутылок вместимостью 0,33 л принимаем одну линию производительностью 12000 бут./ч и одну линию – 3000 бут./ч.
8. Расчет и подбор вспомогательного и транспортного оборудования
Солод поступает на завод в вагонах-зерновозах вместимостью 46 т. Под железнодорожными путями необходимо установить бункер, вмещающий содержимое вагона. Объем бункера при коэффициенте заполнения 0,8 будет 46000/0,8 ∙ 530 = 108,5 м3.
Ленточные транспортеры и нории для подачи солода на склад должны обеспечивать перемещение солода из одного вагона за 36 мин, т. е за 36 мин необходимо переместить 46 т, тогда за 60 мин необходимо переместить 77 т. Производительность транспортеров и норий в паспортах заводов-изготовителей дается на «тяжелое» зерно (пшеницу), насыпная плотность которого 760 кг/м3. Тогда паспортная производительность ленточных транспортеров и норий должна быть не менее 77 ∙ 0,76/0,53 = 110,4 т/ч (0,76 т/м3 – насыпная плотность пшеницы).
Производительность транспортных средств для приемки и подачи на склад ячменя должна обеспечивать передачу содержимого автомашины (9 т) в течение 20 мин. Тогда производительность транспортных устройств по «тяжелому» зерну составит 9 ∙ 60 ∙ 0,76/20 ∙ 0,63 = = 32,6 т/ч.
Транспортеры для подачи зернопродуктов из хранилища в производство должны обеспечивать подачу суточного расхода в течение 2–3 ч, тогда производительность транспортера для солода должна быть 40,77/2,5 = 16,3 т/ч; для ячменя – 5,51/2,5 = 2,2 т/ч.