Основи процесів освітлення та охолодження сусла

Для осветления пивного сусла применяют сепараторы, барабаны которых снабжены коническими тарелками. Однако во избежание частых остановок для удаления осадка эти сепараторы сконструированы саморазгружающимися с автоматической пульсирующей центробежной выгрузкой осадка. В этих сепараторах осадок, накапливающийся в грязевом пространстве, периодически выбрасывается через разгрузочные щели, вращение барабана при разгрузке не прекращается.

На рис: 42 показан полузакрытый тарельчатый сепаратор с пульсирующей выгрузкой осадка (а — барабан сепаратора в разрезе, б — общий вид сепаратора).

Суспензия сусла, обрабатываемая в барабане 2, под действием центробежной силы освобождается от взвешенных частиц, осадка и выбрасывается из сепаратора по трубе /. Осадок постепенно накапливается в грязевом пространстве 3 и под действием центробежной силы оказывает давление на крышку барабана и подвижное дно 7, которое плотно поджато к уплотняющему кольцу 4 вспомогательной жидкостью (водой). Вода подается из бачка 11 по трубе 12 в полость 5 и поддерживает подвижное дно 7 в верхнем положении.

Когда грязевое пространство заполнено осадком, приток суспензии в барабан автоматически прекращается. В барабан подается промывная вода, которая вытесняет из него остаток суспензии. Затем подача вспомогательной жидкости в полость 5 автоматически прекращается; в то же время эта жидкость по трубке 9 нагнетается в канал 8 и открывает клапан 6. Вспомогательная жидкость из полости 5 центробежной силой выбрасывается через клапан 6 наружу, а подвижное дно 7 опускается вниз. Через образовавшуюся кольцевую щель между прокладкой 4 и подвижным дном 7 осадок из грязевого пространства вместе с промывной водой мгновенно выбрасывается из барабана.

После очистки барабана вспомогательная жидкость снова подается по трубе 10 в полость 5, но не проходит в канал 8, вследствие этого клапан 6 поднимается и перекрывает выход из полости 5. Подвижное дно давлением вспомогательной жидкости поднимается и перекрывает кольцевую щель. Затем открывается доступ осветляемой суспензии в барабан. Все эти операции в строгой последовательности во времени выполняются программным устройством.

Изготовляют такие сепараторы в полузакрытом исполнении. Осветляемая суспензия подается в сепаратор под атмосферным давлением, а осветленная жидкость выходит при избыточном давлении.

Охлаждение сусла в трубчатых теплообменниках. Трубчатые теплообменники (открытый оросительный холодильник и закрытый теплообменник типа «труба в трубе») используют на второй стадии охлаждения сусла, которое поступает из холодильной тарелки или отстойного чана. Охлаждение сусла от 60 до 5—7°С проводят быстро во избежание развития посторонних микроорганизмов.

Открытый оросительный холодильник (рис. 43) представляет собой плоский вертикальный змеевик из горизонтальных медных труб, спаянных между собой в местах соприкосновения и образующих сплошную поверхность охлаждения. Холодильник разделен на две секции: верхнюю и нижнюю. В верхней секции по

Трубам циркулирует водопроводная вода, в нижней — охлажденная вода или рассол. Охлаждающие жидкости подают в секции снизу вверх.

Горячее сусло поступает сверху в распределительный желоб 3 оросительного холодильника, установленный над трубами 2, стекает тонким слоем по поверхности труб с обеих сторон, охлаждается и через нижний сборный желоб / направляется в цех брожения. На поверхности верхней секции сусло охлаждается от 60 до 20°С, нижней секции — от 20 до 5—7°С.

Все поверхности, соприкасающиеся с суслом и выполненные из меди, покрыты полудой из пищевого олова. Эффект охлаждения сусла в оросительном холодильнике повышается за счет испарения воды при стекании сусла по открытой поверхности оросительного холодильника.

Закрытый теплообменник типа «труба в трубе» (рис. 44) состоит из горизонтальных труб, соединенных между собой последовательно. Внутренние трубы выполнены из меди, наружные 2 стальные. По внутренним трубам течет сусло, а в межтрубном пространстве в противоположном направлении охлаждающая жидкость. Закрытый холодильник, как и оросительный, имеет две секции: верхняя охлаждается водопроводной водой, нижняя — охлажденной водой или рассолом.

Охлаждение сусла в пластинчатом теплообменнике. Охлаждение сусла до начальной температуры брожения на большинстве заводов проводят в пластинчатых теплообменниках.

Пластинчатый теплообменник (рис. 45) состоит из тонких штампованных стальных пластин 7—11, устанавливаемых параллельно на штангах 3, концы которых закреплены в стойках 1 и 5. Пластины посредством плиты 4 и винта 6 сжимаются так, что между каждой парой образуется узкое пространство, по которому протекает жидкость. Уплотнение пластин создается посредством резиновых прокладок, приклеиваемых по периферии пластин, и вокруг отверстий для прохода жидкости (на рис. 45 пластины показаны в разомкнутом состоянии).

Рис. 45. Пластинчатый теплообменник

Прокладки на пластинах располагают так, чтобы после сборки теплообменника в нем образовались две системы каналов: по одной протекает сусло, по другой — холодный рассол или холодная вода (теплоноситель).

Сусло, поступающее в верхний угловой канал 2, течет по каналам между пластинами 8 и 9, 10 и 11, а теплоноситель движется навстречу по каналам между пластинами 7 и 8, 9 и 10, т. е. потоки сусла и теплоносителя чередуются, и теплообмен у каждого потока происходит через обе ограничивающие поверхности — через обе пластины.

Если за один проход между пластинами сусло не успеет охладиться до нужной температуры, то его пропускают через

Последующую группу пластин этого же теплообменника. Такая группа пластин, по которой сусло (или теплоноситель) течет параллельными потоками, называется пакетом. Один или несколько пакетов образуют секцию.

На рис. 46 показана упрощенная схема двухсекционного холодильника для пивного сусла.

Рис. 46. Схема движения сусла и теплоносителей в двухсекционном теплообменнике

В водяной секции горячее сусло охлаждается водой. Для этого оно проходит тремя параллельными потоками последовательно через два пакета пластин. Холодная вода в водяной секции движется противотоком по отношению к суслу и проходит также последовательно через оба пакета пластин. В рассольной секции схема движения жидкостей несколько иная: сусло двумя параллельными потоками проходит по двум пакетам пластин, а солевой раствор движется через всю секцию четырьмя параллельными потоками.

Следовательно, в рассольной секции для сусла пластины образуют Два пакета, а для рассола — только один пакет.

Большая площадь поверхности теплопередачи, рифленая поверхность пластин, способствующая перемешиванию жидкости, повышают эффективность охлаждения сусла.

Эти теплообменники удобны в обслуживании, их можно быстро разобрать, очистить поверхность всех элементов и также быстро подготовить к работе.