Проектирование пивоваренного завода

Это наиболее сложное, дорогое и совершенное оборудование, которое под силу производить только считанным компаниям. Как правило, включает в себя все наиболее современные и перспективные наработки, как то: различного рода сенсорные системы, газоанализаторы, электронные системы управления и т.д.

Бутылки с напитками, уложенные в ящики или упакованные в термоусадочную пленку, передают в склад готовой продукции, который должен вмещать не менее двухсуточной выработки продукции, /1/.

Современная линия розлива пива в кеги в насыщенной комплектации состоит из машин или устройств депаллетизации/паллетизации кегов, конвейеров, контрольных устройств для определения ориентации кегов и наличия защитных крышек на фиттингах кегов, кантователей кегов, машины для наружной мойки кегов, машин для внутренней мойки и заполнения кегов пивом (в автономном или моноблочном исполнении), бракеражных весов для отсева некондиционных или некондиционно заполненных кегов, этикетировочного автомата, маркировщика, укупорочного автомата для нанесения защитных крышек, установки для пастеризации или стерильной фильтрации пива в потоке непосредственно перед розливом.

Кеги начали вытеснять обычные деревянные бочки уже полвека тому назад, т.к. работать с бочками было довольно трудно по разным причинам: деревянные бочки тяжелые и создают проблемы с перемещением; необходим был контроль за покрытием пивной смолкой и герметизацией бочек; регулярная расмолка и заново осмолять; автоматизация операции невозможна, /2/.

Хотя некоторые из этих проблем стало возможным решить с появлением алюминиевых бочек, внутреннее покрытие которых сделало ненужным осмоление, основательные изменения и особенно автоматизация процессов стали возможными только с появлением кег.

В качестве материала для кег в настоящее время используют почти исключительно нержавеющую сталь. Вместимость кег различна – используют 50 и 30-литровые кеги, но могут применяться и другие размеры.

Все стадии розлива пива в кеги проводятся автоматически. Важными стадиями являются: наружная мойка кег (проводится водой и щелочным раствором); внутренняя мойка (проводится горячей водой для устранения посторонней микрофлоры); наполнение кег.

Наполнение кег происходит на наливной станции. В первой стадии притока пива сравнительно медленно, чтобы избежать вспенивания и как можно больше сократить поглощение кислорода.

Благодаря стандартизации кег и возможности транспортировки их в вертикальном положении стала возможной автоматизация процессов мойки и розлива. В соответствии с масштабами производства пива и процентной долей разливаемой в кеги продукции конструируются установки, различные по своей производительности и габаритам, /2/.

Машины для розлива пива в кеги  можно классифицировать таким образом:

1. Машины с одной заправочной операционной головкой.

Производительность этих машин 10-20 кегов в час.

Вследствие большой нагрузки головка быстро изнашивается. Кроме того, имеется потенциальный риск попадания остатков моющих растворов в пиво. Поэтому такие машины рекомендуется применять либо для работы с небольшим количеством кегов, либо для отдельных одиночных операций (например, санитации).

2. Машины с двумя операционными головками.

Их производительность, как правило, составляет 30-35 кегов в час. Одна операционная головка предназначается для санитации, а вторая - для заправки пивом.

Это уже полноценные машины, которые выполняют весь комплекс операций. Многие, в т.ч. и крупные, заводы постсоветского пространства как минимум начинали с таких машин и только по достижению определенного уровня продаж переходили к более сложной технике.

3. Машины с 3-мя головками и больше.

С ростом количества операционных головок растет производительность. Перед производителем встает  необходимость привязки машины к конкретному заводу, конкретному помещению, наличие необходимых инженерных коммуникаций и т.д. В каждом конкретном случае огромную роль играет инженерное решение по размещению этой техники, конструкторская мысль.

2.2 Описание технологической схемы

По проекту предусмотрено 75 % пива сбраживать в ЦКТ и 25 % по периодической схеме.

Автомашины, привозящие солод, разгружаются при помощи автомобилеопрокидывателя ГУАР-15 (поз. 1). Солод из автомашины поступает в приемный бункер (поз. 2), из которого винтовым конвейером УШЧ-320 (поз. 3), он поступает на норию НЦГ-20 (поз. 4). Сырье норией через надвесовой (поз. 5), весы ДН-100 (поз. 6) и подвесовой бункер (поз. 7) подается на винтовой транспортер Р1-БКШ-200 (поз. 8), который распределяет светлый солод по силосам СМВУ-55.08.К45.В12 (поз.9).

Светлый солод из силосов (поз. 9) винтовым транспортером КВ-25 (поз 10) направляется на норию НЦГ-10 (поз. 11), далее через весы ДН-50 (поз. 12) винтовым конвейером КВ-25 (поз. 13) распределяется в бункера светлого солода (поз. 14). Далее светлый солод проходит через полировочную машину МР-500 (поз.15), поступает в бункер полированного солода (поз. 17), проходит магнитную колонку ДКМ (поз. 18), взвешивается на весах ДН-50 (поз. 19) и идет в дробилку мокрого помола Millstar ML-5 (поз. 20). Отходы от полировки солода поступают в бункер отходов (поз. 16) и реализуются населению.

Карамельный солод и рисовая сечка из склада подаются в производство при помощи лифта: сырье при помощи шнека выгружается в бункер карамельного солода (поз. 22) и в бункер для риса (поз. 23). Далее карамельный солод постурает в бункер полированного солода (поз. 17), проходит через магнитную колонку ДКМ (поз. 18), взвешивается на весах ДН-50 (поз. 19) и идет в дробилку покрого помола Millstar ML-5 (поз. 20). Рис проходит магнитную колонку ДКМ (поз. 25), взвешивается на весах ДН-50 (поз. 26), поступает на мельничный станок ВПМ (поз. 27) для измельчения и далее поступает в предзаторник (поз. 28) откуда насосом (поз. 29) подается в 2 заторных аппарата МКТ-D3000-V18,7 (поз.30).

Дробленые светлый и карамельный солод насосом (поз. 21) подаются в 2 заторных аппарата МКТ-D3000-V18,7 (поз. 30). Из заторного аппарата заторная масса заторным насосом (поз. 31) подается в фильтрационный аппарат LT-D4200 (поз. 32). Для выщелачивания дробины в него вводят горячую воду из сборника (поз. 36). Прозрачное сусло из фильтрационного аппарата сусловым насосом К80-65-160А (поз. 35) перекачивается в сборник горячего сусла WPRT-V24 (поз.38) либо в сусловарочный аппарат WKT-D3550-V31,9 (поз. 41). Промывные воды по окончании процесса выщелачивания из фильтрационного аппарата сусловым насосом К80-65-160А (поз. 35) направляются в специальный сборник промывных вод WWT-V8,8 (поз.37).

Дробина удаляется из фильтрационного аппарата LT-D4200 (поз. 32) в бункер для дробины ВСТ-V4,9 (поз. 33).

В сусловарочном аппарате WKT-D3550-V31,9 (поз. 41) происходит кипячение сусла с хмелем. Хмель подаётся в ёмкость для задачи хмеля НМТ-16 (поз.43) и вместе с суслом подаётся в сусловарочный аппарат WKT-D3550-V31,9 (поз. 41). Емкость задачи хмеля НМТ-16 (поз. 43) представляет собой цилиндрическую емкость с герметично закрывающейся крышкой. Количество емкостей соответствует количеству порций внесения хмеля.

Cахар на завод поступает в мешках. С помощью тележки подается в бункер сахара (поз. 39) откуда при помощи спирального транспортера СТ-90 (поз. 40) подается в сусловарочный аппарат WKT-D3550-V31,9 (поз. 41).

 Охмеленное  сусло из сусловарочного аппарата WKT-D3550-V31,9 (поз.41) насосом охмеленного сусла 4КН-6 (поз. 42) подается в гидроциклон  Whirpool W-D3000-V26 (поз. 44) на осветление. Часть осветленного сусла из гидроциклона суловым насосом 4КН-6 (поз. 45) поступает в сосуд для маточных дрожжей (поз. 55), куда также вводится ЧК дрожжей. Далее происходит разведение ЧК дрожжей в аппарате Грейнера, который состоит из стерилизатора сусла (поз. 57), бродильного цилиндра (поз. 56), резервуара предварительного брожения (поз.58), сосуда для маточных дрожжей (поз. 55). Разброженная ЧК дрожжей  сжатым воздухом из резервуара предварительного брожения (поз. 56) передается в ток сусла, поступающего на брожение. Остальная часть горячего сусла поступает в пластинчатый теплообменник ООУ-25 (поз. 46) где оно охлаждается и поступает в аэратор (поз. 47) для насыщения кислородом, откуда поступает в бродильный танк (поз. 69) и в ЦКТ (поз. 74).

Дробина из бункера для дробины ВСТ-V4,9 (поз. 33) насосом К50-32-125 (поз. 34) подаётся на молотковую дробилку ДДМ (поз. 48), из дробилки измельчённая дробина насосом К50-32-125 (поз. 49) перекачивается в барабанную сушилку СБ-4,5 (поз. 50), после сушилки мука спиральнам транспортёром СТ-90 (поз. 51) подаётся в бункер для муки (поз. 52), откуда идёт на реализацию.

Для мойки и дезинфекции оборудования варочного цеха устанавливается CIP-станция (поз. 53,54).

По классической схеме на брожение сусло поступает в бродильные танки (поз. 69), куда насосом-дозатором (поз. 63) задаются дрожжи. Далее молодое пиво насосом (поз.70) перекачивается в танки для дображивания (поз. 71). Готовое пиво через смесительный фонарь (поз. 72) насосом ЦНС 60-66 (поз. 73) подают на фильтрацию.

В ЦКБА (поз. 74) подается сусло, охлажденное до 10 оС.

Заполнение аппарата происходит следующим образом: сначала аппарат заполняют на 2-3 % неаэрированным суслом, затем из монжю (поз. 62) насосом (поз. 63) вводят все дрожжи. После введения дрожжей ЦКБА заполняется до рабочего объема аэрированным суслом.

После заполнения емкостей (поз. 74) температура среды в течение 2 суток самопроизвольно повышается до 14 оС. В этих условиях сусло выдерживается   3-е суток. Затем включается подача рассола во все пояса рубашек на цилиндрической части ЦКБА (поз. 74) и температура всего объема пива снижается до 2 оС.

На 10-ые сутки рабочие дрожжи из ЦКБА (поз. 74) направляются в сборник для дрожжей (поз. 75), из которого перекачиваются в монжю (поз. 62) для последующего использования, избыточные дрожжи через монжю (поз. 62) поступают в сборник избыточных дрожжей (поз. 64). Далее насосом (поз. 65) направляются на фильтр-пресс (поз. 66) для отделения от пива. Дрожжи через сборник (поз. 67) и пиво из фильтр-пресса (поз. 66) насосом (поз. 68) отправляются на реализацию.

После снятия дрожжей осуществляют промывку и карбонизацию пива диоксидом углерода в течение суток, затем пиво выдерживают еще одни сутки при 0-2оС. Готовое пиво перекачивается на фильтрацию.

Мойка ЦКБА (поз. 74) производится моющей головкой, установленной в верхней части аппарата.

Для мойки и дезинфекции бродильных аппаратов, ЦКБА и оборудования дрожжевого отделения используется CIP-модуль (поз. 87,88).

Рабочие дрожжи от ЦКБА (поз. 74) и танков (поз. 69, 71) собирают в монжю (поз. 62), затем сжатым воздухом перекачивают на вибросито МТВ32 (поз.60) для очистки. Очищенные рабочие дрожжи собираются в монжю (поз. 62) и заливаются охлажденной водой температурой 1 оС. Вода для заливки дрожжей охлаждается в сборнике (поз. 61).

После сбраживания пиво поступает на сепаратор А1-ВСО (поз. 78), далее насосом ОНЦ(ХМ)-12,5/20 (поз. 80) подается на рамный фильтр Ш4-ВФС-100 (поз. 81), затем насосом ОНЦ(ХМ)-12,5/20 (поз.83) подается в теплообменник АОЗ-У6 (поз. 84) для охлаждения. Для дополнительного насыщения пива СО2 устанавливается карбонизатор ВКП-12 (поз. 85), проходя который пиво направляется в сборник фильтрованного пива (поз. 86), откуда подается на розлив. Для выравнивания производительности оборудования фильтрационного отделения устанавливаются промежуточные сборники пива (поз. 79, 82).

Проектом предусматривается розлив 55 % выпускаемого пива в стеклянные бутылки, 5 % – в кеги и 40 % – в ПЭТ-бутылки.

Технологическая схема розлива пива в бутылки. Линия розлива пива в булылки  начинается с подвоза пакетов с ящиками, в которых находятся бутылки, к пакеторасформировывающему автомату ПРА-50 (поз. 114) электропогрузчиком (поз. 107). С пакеторасформировочного автомата ящики поступают на автомат для извлечения бутылок из ящиков И2-АИА-24 (поз. 115). Ящики поступают на ящикомоечную машину БЗ-ВЯМ (поз.116), а извлеченные бутылки по пластинчатому транспортеру поступают на бутыломоечную машину Б6-ВМГ-24 (поз. 117), где происходит мойка и шприцевание бутылок. Затем бутылки проходят световой экран ОБТ-2401А (поз. 118), для окончательного контроля вымытых бутылок. Прошедшие водную обработку бутылки, поступают на розливо-укупорочный автомат Т1-ВРЦ-24 (поз. 119). Для повышения стойкости пива, после их розлива, бутылки направляют на пастеризацию. Пастеризацию проводят в туннельном пастеризаторе KEMEX (поз. 120). После пастеризации бутылки проходят бракеражный автомат БАЗ (поз. 121), для проверки продукции на наличие брака. Прошедшая бракераж продукция поступает на этикетировочный аппарат А1-ВЭС (поз. 122). Затем бутылки поступают на аппарат для укладки бутылок в ящики И2-АУА-24 (поз. 123). Далее ящики направляются на пакетоформирующий автомат ПФА-50 (поз. 124). И готовая продукция направляется электропогрузчиком  в склады готовой продукции.

Моющие и дезинфицирующие растворы для бутыломоечной машины Б6-ВМГ-24 (поз. 117) приготавливаются по следующей технологической схеме.

Щелочь подается в бак для концентрированной щелочи (поз. 108), после чего она самотеком переливается в бак для раствора щелочи (поз. 110). Далее с помощью насоса АХ 125-80-250 для щелочи (поз. 111) она подается в бутылкочномоечную машину Б6-ВМГ-24 (поз. 117). Затем от бутылкочномоечной машины отработанная щелочь поступает через фильтр для раствора (поз. 112) в бак для регенерации (поз. 113), где она очищается и восстанавливается, и подается в бак для дезинфектора (поз. 109), откуда снова подается на бутылкочномоечную машину.

Технологическая схема розлива в ПЭТ-бутылки. На завод ПЭТ-бутылки поступают в виде преформ. Далее преформы вручную подаются в печь для разогрева (поз. 98). Затем разогретые преформы по пластинчатому транспортеру ТТР-1 поступают на выдувной аппарат ПЭТ MAR-1 (поз. 99), где приобретают нужную форму бутылки. С выдувного автомата бутылки поступают в хаотическом порядке, для расстановки их в ряд бутылки проходят ориентатор ОВ-6 (поз. 100). Выстроенные ПЭТ-бутылки в ряд поступают на ополаскиватель РА-6/20/16-UKB (поз. 101). Затем бутылки проходят ультрафиолетовый экран для инспекции чистоты ПЭТ-бутылок (поз. 102). После экрана бутылки поступают непосредственно на разливочно-укупорочный автомат Rotus 60/12 (поз. 103). Так как в разливочно-укупорочном автомате происходит и розлив, и укупорка, то к автомату подведен транспортер подачи пробок ТРП-2 (поз.104). Готовая продукция поступает на этикетировочный автомат ЕСА-06 (поз. 105). Готовые ПЭТ-бутылки поступают на упаковочный автомат ТП 50AL (поз. 106). И далее упакованные ПЭТ-бутылки электропогрузчиком  направляют в склады готовой продукции.