Проектирование пивоваренного завода

 

CIP- модуль (поз. 53). Для управления процессом безразборной мойки и дезинфекции используется CIP- модуль, /4/.

Техническая характеристика CIP- модуля ЛМ 1

Производительность насоса, м³/час	25
Напор, м	50
Установленная мощность, кВт	25
Емкость бака-компенсатора, м³	0,5
Температура нагрева поверхности, ˚С	90
Диапазон регулирования концентрации, %	1-3
Габаритные размеры, мм	1200×1100×2000
Масса, кг	1200
Степень защиты пульта управления	IP 65

Емкости CIP (поз. 54). Предназначены для моющих растворов  в системе безразборной мойки и дезинфекции.

Для завода мощностью 3,9 млн. дал пива в год принимаются емкости объемом 3 м³.

Техническая характеристика CIP емкости

Объем, м3	3
Диаметр, мм	1200
Масса, кг	400
Высота, мм	3300

Для подачи сахара в сусловарочный аппарат используем спиральную транспортную систему СТ-90, которая состоит из приемного узла (поз. 38), трубопровода (поз. 39), гибкого элемента, узла выгрузки и двигателя.

Техническая характеристика спиральной транспортной

системы СТ-90

Производительность, м3/ч	7
Мощность электродвигателя, кВт	1,5-2,2
Размер продукта, мм	12
Диаметр трубопроводов, мм	90
Максимальная длина/высота одного транспортера, м	20/10

 

4.3 Расчет и подбор оборудования дрожжевого отделения

Основное оборудование. Для разведения ЧКД принимаем аппарат, состоящий из стерилизатора (поз. 57), двух бродильных цилиндров (их может быть от 1 до 4 в зависимости от количества размножаемых рас дрожжей) (поз. 56), резервуара предварительного брожения (поз. 58) и сосуда маточных дрожжей (поз.55), /1/.

Зная количество холодного сусла (годовое), поступающее на брожение по всему заводу и учитывая, что на 1 дм3 сусла задается 0,005 дм3 /1/, находим вместимость стерилизатора:

 

где Vст – вместимость сепаратора, дм3;

Vх.с – объем холодного сусла годовое, дм3;

Vдр – объем задаваемых дрожжей, дм3;

С – число рабочих дней в год бродильного цеха.

 

Примем для завода мощностью 3,9 млн.  дал пива в год установку /2/, которая состоит из двух стерилизаторов сусла по 720 дм3, двух бродильных цилиндров вместимостью по 360 дм3,  двух сосудов маточных дрожжей по 20 дм3 и двух резервуаров предварительного размножения вместимостью по 4000 дм3 каждый.

Техническая характеристика аппарата чистой культуры

Производительность за рабочий цикл, дм3	2200
Длительность одного цикла, сутки	6-7
Номинальная вместимость аппаратов, дм3
колба для выращивания ЧКД	10
цилиндр для размножения ЧКД	360
стерилизатор	720
аппарат предварительного брожения	4000
Рабочее давление, МПа
в аппаратах (кроме колбы)	0,07
в паровой рубашке	0,3
Габаритные размеры, мм.
стерилизатор	1700×1500×300
цилиндр для размножения ЧКД	850×850×2380
аппарат предварительного брожения	2500×2050×3856
Масса, кг
стерилизатор	320
цилиндр для размножения ЧКД	140
аппарат предварительного брожения	385

Дополнительное оборудование дрожжевого отделения. Вакуум-сборник для засевных дрожжей. Определяем их вместимость из годового съема дрожжей, равного съему избыточных дрожжей, согласно продуктового расчета 780753,58 дм3. Это годовое количество избыточных дрожжей, получаемых из отдельных сортов пива. При работе бродильного отделения 11,33 месяца в году  и 29,8 суток в месяц суточный объем засевных дрожжей составит:

 

В отделении засевных дрожжей принимаем на хранение 2-х суточный съем дрожжей, т.е.  2312,43 · 2 = 4624,85 дм3, /1/.

При промывке и хранении дрожжи разбавляют двойным объемом воды. При этом потребная вместимость дрожжевых вакуум-сборников составит: 4624,85 · 3 = 13874,55 дм3. Целесообразно семенные дрожжи, снимаемые пива «Выбранецкое» одной варки хранить в одном сборнике: 11,19 · 3000 / 100 = 335,7 дм3. При разбавлении дрожжей двойным объемом воды потребуется вместимость вакуум-сборника: 335,7 · 3 = 1007,1 дм3.

Принимаем к установке вакуум-сборник для засевных дрожжей (поз. 62) вместимостью 1000 дм3; их потребуется: 13874,55 / 1000 = 14 штук.

Вакуум-сборник для избыточных дрожжей (поз. 64). Избыточных дрожжей получается столько же, сколько засевных. Количество монжю для избыточных дрожжей рассчитывается на 2-х суточный съем, т.е. 2312,43 · 2 = 4624,85 дм3. При разбавлении двойным количеством воды объем их составит: 4624,85 · 3 = 13874,55 дм3. Принимаем к установке вакуум-сборник для избыточных дрожжей вместимостью 1000 дм3; их потребуется: 13874,55 / 1000 = 14 штук, /1/.

Бак охлажденной воды. Бак (поз. 61) вмещает объем воды, необходимый для одноразовой промывки всех засевных и избыточных дрожжей. Промывке подлежат дрожжи в количестве 4624,85 + 4624,85 = 9249,7 дм3. Потребуется воды для одноразовой промывки: 9249,7 · 2 = 18499,4 дм3. К установке принимаем бак вместимостью 20 м³. Высоту подбираем, исходя из необходимого напора воды для заполнения дрожжевых монжю и высоты помещения.

Вакуум-насос для съема дрожжей. Для создания разряжения в дрожжевых сборниках принимаем к установке вакуум-насос КВН-4 (поз. 59) с подачей 20  м³/ч.

 

4.4 Расчет  оборудования цеха   брожения и дображивания по   периодической схеме

Бродильные аппараты. Для удобства в работе и учета продукции бродильного цеха вместимость аппаратов принимаем кратной объему охлажденного сусла, получаемому из 1 варки пива «Гуляка», которое в ассортименте продукции составляет наибольшее количество. Из продуктового расчета количество холодного сусла «Гуляка», полученного из 100 кг зернопродуктов, составляет 593,66 дал. Тогда объем холодного сусла «Гуляка» из 1 варки /1/:

 

Полная вместимость аппарата для приема сусла 1 варки при коэффициенте заполнения 0,9 /1/ составит:

 

Принимаем к установке бродильные аппараты Б-604, вместимостью 21,0 м3 (/1/, табл. 52).

Потребное количество аппаратов рассчитывается для каждого сорта пива /1/ по следующей формуле:

 

где Q – годовое количество охлажденного сусла, дм3;

V – полезный объем одного бродильного аппарата, дм3;

z – оборачиваемость бродильного аппарата в год.

 

где 29,8 – количество суток работы бродильного цеха в месяц;

11,33 – количество месяцев  работы бродильного цеха в  год;

i – продолжительность брожения пива (по рецептуре), сутки;

0,5 – время, необходимое  для заполнения, опорожнения и  мойки аппарата после каждого  оборота, ч.

Определим оборачиваемость бродильного аппарата в год для пива «Гуляка» и «Бобруйское темное»:

 

 

Следовательно потребное количество бродильных аппаратов для данных сортов пива составит:

 

 

Всего бродильных аппаратов (поз.69) потребуется, включая один запасной:

 

Техническая характеристика бродильного аппарата Б-604

Диаметр аппарата D,мм	2400
Расстояние между опорами ,мм	1800
Длина L, мм	4800
Вместимость, м3	21,0
Масса, кг	1087

Пивные насосы. Ежесуточно подлежит перекачке молодое пиво 10 варок из бродильных аппаратов с полезной вместимостью 17,8098 м3 каждый. Перекачка молодого пива из одного аппарата должна продолжаться не более 2 часов /1/, поэтому подача (производительность) насоса должна быть равной, /1/:

17,8098 / 2 = 8,9 м 3/ч.

 Для перекачки молодого  пива выбираем 2 центробежных  насоса (поз. 70) марки НВ-1 вихревого типа, производительностью 5 м3/ч.

Техническая характеристика насоса НВ-1

Подача, м3/ч	5
Давление, МПа	0,2
Тип	Вихревой
Режим работы	Длительный
Электродвигатель
мощность, кВ	3
частота вращения, об/мин	3000
Габаритные размеры, мм
длина	1280
ширина	420
высота	680
Масса, кг	100

Аппарат для дображивания пива. Принимаем, что аппарат вмещает пиво одновременно из двух бродильных аппаратов. Предварительно находим соотношение между объемом молодого пива и охлажденного сусла. Для упрощения расчета примем по пиву «Гуляка», /1/:

 

где 10,39 и 10,66 – объемы молодого пива и холодного сусла, полученные на 1 дал готового пива.

В таком же соотношении должна и находиться и полезная вместимость бродильных аппаратов и для дображивания, т.е.: 17,8098 · 0,975 · 2 = 34,73 м3.

Полная вместимость аппарата для дображивания пива при коэффициенте заполнения 0,98:

 

Принимаем танк дображивания (поз. 71) вместимостью 40,0 м3. При  диаметре аппарата 3200 мм, /1/, длина его цилиндрической части равна:

 

Техническая характеристика аппарата для дображивания пива

Внутренний диаметр аппарата D, мм	2400
Расстояние между опорами, мм	1350
Длина L, мм	8800
Вместимость, м3	40
Количество опор	6
Масса, кг	1620

Количество аппаратов для дображивания определяется для каждого наименования пива по формуле /1/:

 

где Q – годовое количество молодого пива, дм3;

V – полезная вместимость аппарата для дображивания, дм3;

z – количество оборотов аппаратов для дображивания в год, равное для:

 

 

Тогда количество аппаратов для данных сортов составит:

 

 

Всего аппаратов с учетом двух запасных потребуется:

Nобщ = 3,14 + 5,18  + 2 = 11 аппаратов.

Смесительный фонарь. Для смешивания пива перед осветлением для нескольких аппаратов дображивания устанавливают смесительные фонари модели СФ-3 из расчёта один на каждый коридор, /1/ (поз. 72).

Шпунт-аппараты. Колличество шпунт-аппаратов определяется по колличеству лагерных танков и составит соответственно 11 штук. Принимаем шпунт-аппараты марки ГГ-2.

Техническая характеристика шпунт-аппарата ГГ-2

Пределы регулирования давления в аппарате, МПа	0,02-0,08
Точность измерений, МПа	0,005
Габаритные размеры, мм
ширина	153
длина	120
высота	96
Масса, кг	0,75