Проект цеха осветления и розлива пива мощностью 4 млн. дал в год

Таблица 3 – Качественные показатели сырья

Сырье	Влажность,%	Экстрактивность,%
Солод светлый	5,6	76
Рис	15	85
Хмель	13	3,6

Продуктовый расчет проводим на 100 кгзернопродуктов, расходуемых для пива с последующим пересчетом на 1 дал и годовой выпуск продукции.

1.5.1 Определение выхода экстракта в варочном отделении

Количество полированного  солода Q_ПС рассчитывается с учётом потерь солода при полировке П_П:

 

Потери солода при полировке:

 

где  Q_С - масса солода, кг;

Q_n - количество солода после полировки, кг;

       П_П - потери при полировке солода, % /1/.

Заданное светлое пиво (по типу “Славянское”) готовится с применением 90% светлого солода и 10% риса, т.е. на 100 кг расходуемого сырья приходится 90 кг светлого солода и 10 кг риса.

Количество полированного  солода составляет:

 

Потери солода при полировке  составляет:

 

Влажности солода составляет = 5,6% и риса  = 15% /1/, тогда количество сухих веществ Q_СВ в заторе находится по формуле /1/:

 

В солоде – 

В рисе –.

Всего сухих веществ в  сырье составит:

Q_СВ.ОБЩ = 84,88 + 8,5 = 93,38 кг.

Экстрактивность солода (Э) принимаем 76%, а риса – 85% от массы сухих веществ. Тогда содержание экстрактивных веществ в сырье находим по формуле:

 

В солоде – ,

В рисе – .

Всего экстрактивных веществ  содержится:

Q_ЭВ.ОБЩ = 64,51 + 7,23 = 71,74 кг.

При приготовлении пивного  сусла часть экстрактивных веществ  теряется с дробиной, тогда потери экстракта составят:

 

гдеQ – количество зернового сырья (100 кг);

       П_Э – потери экстракта в варочном цехе, применительно к сорту пива,%.

Для данного пива П_Э = 1,75%, тогда

 

Следовательно, в сусло  перейдет экстрактивных веществ (Э_С):

Э_С = Q_ЭВ.ОБЩ – Q_ПЭ, кг,

Э_С = 71,74 – 1,75 = 69,99 кг.

Количество сухих веществ  в дробине:

 

= 93,38 – 69,99 = 23,39 кг.

1.5.2 Определение количества промежуточных продуктов и готового пива

1.5.2.1 Горячее сусло. Согласно проведенному расчету в сусло переходит следующее количество экстрактивных веществ, приведенные в таблице 4.Таблица 4 – Показатели пива

Наименование пива	Эс	е, %
Славянское	69,99	11	1,0442

 

где  Эс– количество экстрактивных  веществ, перешедших в сусло, кг;

е – массовая доля сухих  веществ в начальном сусле, кг;

– плотность сусла при 20˚С, кг/л.

а) Масса сусла (М) рассчитывается по формуле /1/:

Мс = Эс · 100 / е, кг,

Мс = 69,99 · 100 / 11 = 636,27 кг,

б) Объём сусла при 20⁰С составляет /1/:

Vс = Мс / d₂₀ , дм³,

Vс = 636,27 / 1,0442 = 609,34 дм³,

в) С учётом коэффициента расширения пересчитываем объём  горячего сусла, Крас  = 1,04 /1/, тогда

Vг.с = Vс · Крас, дм³,

Vг.с = 609,34 · 1,04 = 633,71 дм³,

1.5.2.2 Холодное сусло

Учитываются потери сусла (Пхд) – по рецептуре в хмелевой дробине, отстое при сепарировании.

Vх.с = Vг.с · (100 – Пхд) / 100, дм³,

Vх.с = 633,71 · (100 – 5,8) / 100 = 596,96 дм³,

1.5.2.3 Сбраживание в ЦКТ

Количество нефильтрованного и фильтрованного пива зависит от способа сбраживания пивного  сусла.

Определяем объем молодого пива:

Vм.п = 596,96 · ( 100 – 2,5) / 100 = 581,95 дм³.

Определим потери в ЦКТ (Пб,%):

Пб = Пбд – Пф, %

где  Пбд – потери в отделении брожения и дображивания пива в ЦКТ, %;

Пф – потери при фильтровании, %.

Пб = 4,65 – 1,55 = 3,1%.

Определяем объем нефильтрованного пива по формуле:

Vнф.п = Vх.с · (100 – Пб) / 100, дм³,

Vнф.п = 596,96 · (100 – 3,1) / 100 = 578,45 дм³.

Определяем объем фильтрованного пива по формуле:

Vф.п = Vх.с · (100 – Пбд) / 100, дм³,

Vф.п = 596,96 · (100 – 4,65) / 100 = 569,2 дм³.

1.5.2.4 Товарное пиво

Товарное пиво рассчитывается с учётом потерь при розливе (Пр). Потери товарного пива при розливе в бутылки - 2%,

Товарное пиво рассчитывается по формуле:

Vт.п = Vф.п · (100 – Пр) / 100, дм³,

Vт.п = 569,2 · (100 – 1,5) / 100 = 560,66 дм³

1.5.3 Расчёт суммарных видимых потерь по жидкой фазе

Общие видимые потери по жидкой фаза определяются по разности объемов горячего сусла и товарного  пива:

Пж.ф = Vг.с – Vт.п, дм³,

Пж.ф = 633,71 – 560,66 = 73,05 дм³,

Или в % по отношению к  объему горячего сусла:

П^%ж.ф = Пж.ф / Vг.с · 100, %,

П^%ж.ф = 73,05 / 633,71 · 100 = 11,53%,

1.5.4 Определение расхода вспомогательных материалов: хмеля, молочной кислоты

1.5.4.1 Расход хмеля:

 

где   Г_С.Х – норма расхода хмеля на 1 дал горячего сусла для данного сорта пива по рецептуре, г;

α – массовая доля α-кислот,%;

– потери по жидкой фазе для определенного сорта  пива,%;

W – влажность хмеля, %.

Таблица 5 – Расход хмеля на каждый сорт пива

Наименование пива	Норма горьких веществ, г/дал
Славянское	0,85

Нх = 0,85 · 10⁶ / (5,5 + 1) · (100 – 11,5) *· (100 – 11,53) = 16,7г/дал,

2.4.2 Расход хмеля для  приготовления данных сортов  пива Рхсоставляет:

Рх = 16,7 · 560,66 / 10 · 1000 = 0,94 кг,

1.5.4.1 Молочная кислота

Молочная кислота 100%-й  концентрации используется для подкисления  затора в количестве 0,08 кг сырья или 0,2%  40%-й молочной кислоты к массе зернового сырья.

1.5.5 Определение количества отходов

1.5.5.1 Пивная дробина

Количество образуемой пивной дробины влажностью 86% определяется умножением количества сухих веществ, остающихся в дробине, на коэффициент  К = 100 / (100 – W).

К = 100 / (100 – 86) = 7,14.

Количество пивной дробины  при варке сусла пива рассчитывается по формуле:

Q^пивдр = Q^дрсв · К, кг,

Q^пивдр = 23,39 · 7,14 = 167,0 кг,

1.5.5.2 Хмелевая дробина

Безводной хмелевой дробины  получатся 60% от  массы израсходованного хмеля, а дробины с влажностью Wдр’ = 85% образуется в 6,67 раза больше /1/,  (К = 100 / (100 – Wдр’) = 100 / (100 – 85) = 6,67). При приготовлении 1 дал пива влажной дробины получается:

Qх.д = Рх · 0,6 · К, кг,

Qх.д = 0,94 · 0,6 · 6,67 = 3,75  кг,

1.5.5.3 Шлам сепараторный

Из 100 кг расходуемых зернопродуктов независимо от наименования пива получается 1,75 кг шлама с влажностью 80%.

1.5.5.4 Избыточные дрожжи

При брожении сусла по периодической  схеме, получается 0,8 дм³ избыточных дрожжей влажностью 88% на 10 дал сбраживаемого сусла, а при брожении и дображивании в ЦКТ 2 дм³. Половина избыточных дрожжей используется в качестве засевных, а другая половина является отходом. Исходя из этого, количество избыточных дрожжей на 100 кг сырья рассчитывают по следующей формуле:

Vи.д = Vх.с · N / 10, дм³,

где  Vх.с – объем холодного сусла, дал;

N – количество избыточных дрожжей, получаемых при сбраживании10 дал сусла, дм³.

При сбраживании в ЦКТ:

Vи.д = Vх.с · 2 / 10 · 10, дм³,

Vи.д = 596,96 · 2 / 10 · 10 = 11,94 дм³.

1.5.5.5 Диоксид углерода

Из уравнения брожения известно, что 342 г сброженной мальтозы образуют 176 г СО₂. Если принять, что сброженный экстракт представляет собой мальтозу, то можно рассчитать количество образовавшегося СО₂ и тогда в бродильное отделение поступит следующая масса холодного сусла:

Q^брх.с = Vх.с · d, кг,

где  d – плотность сусла.

Q^брх.с = 596,96 · 1,0442 = 623,34 кг,

В этом количестве холодного  сусла будет содержаться следующее  количество экстрактивных веществ:

Q^ЭВх.с = Q^брх.с · е / 100, кг,

где   е – концентрация начального сусла данного сорта  пива, %.

Q^ЭВх.с = 623,34 · 11 / 100 = 68,57 кг,

При действительной степени  сбраживания количество СО₂ составляет:

М_СО2 = Q^ЭВх.с · (с / 100) · (176 / 342), кг,

где   с – действительная степень сбраживания, %;

        176 и  342 – коэффициенты, выведенные из  уравнения брожения.

Действительная степень  сбраживания по рецептуре для  данных сортов пива составляет 50%, тогда  количество СО₂ соответственно будет равным:

М_СО2 = 68,57 · (50 /100) · (176 / 342) = 17,64 кг,

Часть образовавшегося СО₂ – 0,35% – будет связываться с пивом, тогда масса связанного СО₂ будет составлять:

М^св_СО2= Q^брх.с · 0,35 / 100, кг,

М^св_СО2 = 623,34 · 0,35 / 100 = 2,18 кг,

Тогда количество диоксида углерода выделяемого в атмосферу  составляет:

М^атм_СО2=М_СО2  –  М^св_СО2, кг,

М^атм_СО2 = 17,64 – 2,18 = 15,46 кг,

Масса одного м³ диоксида углерода при 20⁰С и Р=0,1МПа составляет плотность ρ=1,832 кг/см³ /1/, тогда объём СО₂ будет равен:

V^атм_СО2= М^атм_СО2/ ρ, м³,

V^атм_СО2 = 15,46 / 1,832 = 8,44 м³,

Количество утилизируемого СО₂, выделяемого при главном брожении на 1 дал товарного пива составляет:

Q^ут_СО2= М^атм_СО2· 1000 · 10 / Vт.п, г/дал,

Q^ут_СО2= 15,46 · 10000 / 560,66 = 275,77 г/дал,

1.5.5.6 Исправимый брак

Исправимый брак пива из цеха розлива составляет 2% по всем сортам пива. Его объем за год составляет:

Vи.б = 0,02 · Vт.п, дал,

Vи.б = 0,02 · 560,66 = 11,21 дал,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6 – Сводная таблица продуктов

	Сырье	На 100 кг зернового сырья	На 1 дал пива	На 4,0 млн дал  пива
	Зерновое сырье, кг
1	Солод светлый	90	1,61		6440000
2	Рисовая крупа	10	0,178		71200
	Итого, кг	100	1,784		7152000
3	Другие виды сырья, кг
4	Хмель	0,94	0,0168		67200
	Промежуточные продукты, дм3
5	Горячие сусло	633,71	11,3		45200000
6	Холодное сусло	596,96	10,65		42600000
7	Молодое пиво	581,95	10,38		41520000
8	Фильтрованное пиво	569,2	10,15		40600000
9	Товарное пиво	560,66	10		40000000
	Отходы:
10	Пивная дробина, кг	167,0	2,98		1192000
11	Хмелевая дробина, кг	3,75	0,067		268000
12	Шлам сепараторный, кг	1,75	0,031		124000
13	Избыточные дрожжи,дм3	11,94	0,213		852000
14	Диоксид углерода, кг	15,46	0,276		1104000
15	Отходы полировки, кг	0,09	0,0016		6400