СОДЕРЖАНИЕ 
 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 
 
 

    Пиво  – освежающий, насыщенный диоксидом углерода пенистый напиток, получаемый в результате сбраживания пивного сусла специальными расами пивных дрожжей.

    Технология  производства пива с каждым годом  совершенствуется, также широкое развитие отечественной приборостроительной промышленности, широкое использование контрольно-измерительных приборов, привлечение в отечественное производство зарубежного оборудования, содержащего значительное количество аппаратуры при высоком уровне контроля за процессами, дает нам в настоящее время широкий ассортимент высококачественных сортов пива.

    Совершенствование промышленных предприятий, рост производительности действующего оборудования, улучшение  технологии производственных процессов и достижение высокого качества продукции возможно только за счет налаженного метрологического обеспечения.

      Правильность метрологического обеспечения может быть достигнута на любом производстве за счет достаточного уровня подготовки формирующих, контролирующих и правильно эксплуатирующих приборов, необходимости своевременного их обновления и периодической проверки. Эти положения позволяют производителю продукции обеспечить безопасность и надежность работы оборудования.

     Все формы проверок осуществляет метрологическая служба, которая выполняет следующие функции:

• разработка инструкций по эксплуатации приборов, используемых данным производством;
• выявление причин брака продукции, повышенных расходов энергии и материалов, зависящих от применения несоответствующих приборов или их неправильного использования;
• учет всех теплоизмерительных и электроизмерительных приборов и регуляторов на предприятии;
• контроль правильности выбора методов и средств измерений;
• повседневное наблюдение, поддержание в надлежащем состоянии, надзор за эксплуатацией и хранением приборов и т.д.

     Основные  задачи, которые решаются в курсовом проекте «Расчет и проектирование метрологического обеспечения производства пива», следующие:

• анализ аппаратурно-технологической схемы производства пива;
• обработка данных прямых измерений с многократными наблюдениями;
• разработка карты метрологического обеспечения производства пива;
• выбор средств измерений и проведение метрологического обеспечения подготовки производства пива.

 
1 АНАЛИЗ АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

ПРОИЗВОДСТВА ПИВА

 
 
 

1. Характеристика  сырья для получения  пива

 
 

    Основным  сырьем для производства пива является ячменный пивоваренный солод (светлый, темный и специальные сорта). Основные сортовые особенности пива (цвет, вкус, запах, аромат) во многом зависят от качества солода и соотношения его видов в рецептуре.

    Аромат  пива, в значительной степени, зависит от:

- расы пивных дрожжей и образуемых ими побочных продуктов брожения;

- сорта хмеля и его количества;

- органических сернистых соединений.

    Полноту вкуса, определяют несколько основных факторов, в том числе экстрактивность сусла, а именно, чем она выше, тем больше полнота вкуса. В образовании полноты вкуса участвуют спирты и остаточный экстракт, в том числе остаточные сахара, олигосахариды, высокомолекулярные продукты расщепления белка и другие вещества.

    Горечь  пива образуется, в первую очередь, благодаря хмелю. Лучшие сорта хмеля придают пиву наиболее приятный горький и тонкий вкус, чем хмель средний и грубый, а также хмель, пострадавший от неправильного хранения или перезревший.

    Цвет  пива является отличительным признаком отдельных типов пива – светлого и темного. Кроме того, почти каждый сорт пива имеет свой особый цветовой оттенок. На цвет и оттенок пива большое значение оказывают состав зернового сырья и воды, а также ведение режимов технологического процесса приготовления пива.

    

    Стандартом  на пиво допускается использование  несоложеного ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Хмель - традиционное и наиболее дорогостоящее сырье пивоваренного производства.

1.2 Стадии технологического процесса

 
 

     Производство  пива включает в себя следующие основные стадии: 

     Схема 1 – Стадии технологического процесса.

     

1. 2 Анализ технологического процесса

 
 
 

    Технология  пива, или собственно пивоварение, характеризуется  большим числом разнообразных, последовательно протекающих технологических процессов, которые можно объединить в такие стадии:

• Приготовление солода
• Приготовление сусла
• Главное брожение
• Фильтрование и осветление пива
• Розлив пива

 

    1.2.1 Приготовление солода 

    Приготовление солода - сложный комплекс специфических  процедур, состоящий из очистки, сортировки, замачивания и ращения зерна, а также обработки свежепроросшего солода.

    Солод, проросший при оптимальных условиях, имеет свежий огуречный запах. При наступлении анаэробного дыхания солод приобретает эфирный, яблочный запах. Основным признаком окончания проращивания является растворимость мучнистого тела зерна, о чем свидетельствует легкое растирание его между пальцами.

    Поступивший на предприятие ячмень направляется на хранение в бункер, откуда с помощью переключателей потока подается в промежуточный бункер. Из него после взвешивания на весах ячмень первично очищается в воздушно - ситовом сепараторе. Предварительно очищенное зерно взвешивается на весах и направляется в силос. Где сохраняется до момента вторичной переработки. При необходимости проветривания ячмень из силоса направляется снова в бункер.

    

    Вторичная очистка ячменя предусматривает  воздушно - ситовую сепарацию в машине, отделение ферропримесей в магнитном сепараторе, отбор куколя и овсюга в триерах и разделение ячменя по крупности в ситовой машине. Фракции ячменя I и II сортов собираются в бункерах, а фракция III сорта направляется на корм скоту. На выходе из бункеров установлены распределители потока.

    Очищенный и отсортированный ячмень в определенном количестве дозатором засыпается в замочный чан, где отмывается от загрязнений и при необходимости обрабатывается дезинфицирующими средствами. В чан подаются вода и сжатый воздух, обеспечивающий перемешивание зерна. Легкое зерно и мелкие примеси (сплав) во время мойки всплывают на поверхность и удаляются вместе с моечной водой. Вымытое зерно перекачивается в замочный чан. где его влажность повышается до 41...42%. После окончания замачивания зерно с водой перекачивается в солодорастилъный аппарат для проращивания в течении 6...8 суток. В нем зерно продувается воздухом с относительной влажностью 96...98 % и температурой

12 °С. При необходимости зерно орошается водой температурой 12 °С, температура зерна при этом должна быть (14...18) °С.

    Из  солодорастильного аппарата продукт  питателем загружается в камеру подвяливания. а затем в вертикальные сетчатые каналы сушилки. Сушилка имеет до

четырех зон, благодаря чему теплый воздух несколько раз проходит сквозь слой солода. Температура воздуха (40...85)°С. продолжительность сушки 24...36 ч в зависимости от конструкции сушилки.

    Сухой горячий солод из сушилки очищается от ростков в росткооотбойной машине. Ростки собираются в бункере. Сухой солод без ростков направляется в силос на отлежку, в целя повышения влажности оболочки ее эластичности. Сухой солод без ростков очищается от загрязнений, полируется в полировочной машине и направляется в склад готового солода. Часть свежепроросшего солода, минуя сушилку, направляется в обжарочный барабан для приготовления карамельного солода. 

    1.2.2 Приготовление сусла

    

    

    Очищеный  солод измельчается в вальцовой  дробилке в целях получения максимального количества мелкой однородной крупки и сохранения шелухи. Дробленный солод взвешивают весами и ссыпают в бункер. Отлежавшийся дробленный солод проходит магнитную очистку в магнитоуловителе и попадает в заторный аппарат, где смешивается с теплой водой (около 60 °С) и перемешивается. По окончанию перемешивания (затирания) часть заторной массы (около 40%) перекачивают в другой заторный аппарат, где нагревают до температуры осахаривания (около 70 °С), а по окончанию осахаривания – до кипения. При кипячении крупные частицы солода развариваются, после чего первую отварку возвращают в первый аппарат. При смешивании кипящей части затора с затором, оставшимся в первом аппарате, температура всей массы достигает 70 °С. Затор осталяют в покое для осахаривания. По окончанию осахаривания часть затора снова перекачивают во второй аппарат (вторая варка) и нагревают до кипения для разваривания крупки. Вторую отварку возврщают в первый аппарат, где после смешивания обеих частей затора температура его повышается до (75….80) °С. Затем весь затор перекачивают в фильтрационный аппарат для отделения сладкого сусла от твердой фазы затора. При этом фильтрующий слои образует сама твердая фаза затора – пивная дробина, оседающая на сетках фильтрационных чанов, фильтрпрессов или центрифуг, применяемых для фильтрования пивного сусла.

    

    Отфильтрованное сусло и полученое после промывания дробины воды переводят в сусловарочный котел для кипечения с хмелем, упаривания до нужной концентрации и стерилизации. При этом полностью инактивируются и ковгулирует часть растворимых белков, а горькие и ароматические вещества хмеля растворяются в сусле. Дубильные вещества хмеля, хорошо растворимые в воде, обладают способностью осаждать белки, в том числе и не осаждаемые дубильными веществами солода. Крупные хлопья свернувшегося белка оседают, захватывая частицы мути, сусло осветляется. Источником своеобразной горечи, свойствен пиву, является в основном хмелевая кислота (гумулон), которая при кипячении переходит в изогумулон, хорошо растворимый в воде. Растворяемость кислоты не значительна, а мягкая смола гидролизируется с образованием – смолы и отщеплением изобутилового альдегида и уксусной кислоты, участвующих в формировании специфического аромата и вкуса сусла и пива. Доведенное до нужной плотности охмеленное сусло пропускают через хмелецедильник (хмелеотделитель), где вываренные хмелевые лепестки задерживаются, а сусло перекачивается в сборник горячего сусла. Горячее сусло из сборника подается в центробежный тарельчатый сепаратор, в котором оно очищается от взвешанных частиц коагулированных белков. Из сепаратора сусло нагнетается в плпстинчатый теплообменник, где откладывается до (5…6) °С.

1.2.3 Главное брожение

 
 

    Охлажденное сусло сливают в бродильный чан. В тоже сусло из дрожжевого отделения, через специальную емкость для задачи дрожжей, в бродильную ёмкость задаются семенные дрожжи через 15…20 ч после внесения дрожжей на поверхности сусла появляется полоса белой пены (стадия забела), а затем вся поверхность бродящего сусла покрывается мелкоячеистой пеной с постепенно увеличивающимися завитками. Достигнув максима завитки опадают, пена уплотняется и становится коричневой. Из-за горького вкуса осевшую пену обязательно удаляют с поверхности сусла. Дрожжи оседают на дно. Осветлившаяся жидкость называется зеленим (молодым; пивом. В нем, помимо этилилового спирта и углекислого газа, в процессе брожения накапливается ряд побочных продуктов, участвующих в создании вкуса и аромата пива. Процесс главного брожения завершается за 7…9 суток. К этому времени в пиве остаются несброженными около 1,5% сахаров. По окончанию главного брожения, предварительно охлажденное до 5 °С зеленое пиво, снимается с дрожжевого осадка и направляется через теплообменник на дображивание в лагерные танки. Дрожи с бродильных чанов направляют ванну дрожжевого отделения для подработки и хранения и дальнейшего многократного использования.