Введение
Пивоваренная промышленность относится к числу немногих динамично развивающихся отраслей России. Объемы производства пива за последние пять лет ежегодно возрастают на 125 — 130 %. В 2000 году было произведено около 350 млн. дал пива.
Рост производства пива традиционно опережает производство солода, дефицит которого из года в год растет. Ежегодно импортируется более 40 % солода, в основном из стран дальнего зарубежья. Сдерживающим фактором в ускоренном наращивании солодовенных мощностей служит проблема отечественных пивоваренных ячменей. В европейской части России в ряде областей (Липецкой, Воронежской, Курской, Белгородской, Тамбовской, Орловской) имеются хорошие почвенно-климатические условия для выращивания качественных ячменей. Сейчас районировано 33 сорта. Вместе с тем обеспеченность промышленности отечественным пивоваренным ячменем из года в год ухудшается и растет импорт ячменя. Так, в 2000 году импортировано более 400 тыс. т ячменя.
Анализ качества отечественных пивоваренных ячменей, проведенных во ВНИИПБ и ВГТ, показал, что около половины проверенных партий не удовлетворяют требованиям ГОСТ 5060-92 по содержанию мелких зерен, по крупности, по белку и способности прорастания.
Для решения проблемы использования высококачественного отечественного ячменя разработана программа «Пивоваренный ячмень России» при поддержке Минсельхозпрода РФ. В ближайшие 3-5 лет существующая сегодня диспропорция между мощностями по производству пива и солода будет значительно снижена в результате строительства ряда крупных солод овен компаниями «Балтика», «Очаково», «Росар», «Эфес» и др.
Основным недостатком уже действующих предприятий является устаревшее оборудование, амортизация которого достигла 70-100%. Многие здания пивоваренных заводов старые, физически изношенны, для их обновления требуются большие капитальные вложения.
Перспектива развития отрасли предполагает, что к 2003 году объемы производства по пиву должны возрасти до 550 млн. дал пива в год.
При этом действующие предприятия должны стремится к увеличению производительности, в том числе и за счет модернизации имеющегося оборудования.
1.1 Общие сведения о пивоваренной отрасли
1.1.2 Описание технологической схемы производства 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 6, чем свидетельствует легкое растирание его между пальцами.
По принятой в производстве схеме (ДП-260601-35-2005-ВСЛ-00.00.000 ТЗ) поступивший на предприятие ячмень проходя через переключатели потока 2 с помощью ленточного транспортера 3, норией подается в промежуточный бункер 6. Далее попадая в магнитный сепаратор 7, очищается от ферропримесей, взвешивается на весах 8 и следует на очистку в воздушно-ситовой сепаратор 9.Фракции ячменя первого и второго сорта собираются в бункерах 21, а ячмень третьего сорта направляется на утилизацию.
Очищенный и отсортированный ячмень в определенном количестве засыпается в замочный чан 24, где отмывается от загрязнений и дезинфицируется. Легкое зерно и мелкие примеси (сплав) во время мойки всплывают на поверхность и удаляются вместе с моечной водой. Вымытое зерно перекачивается в замочный чан 25, где его влажность повышается до 41…43 %.После окончания замачивания замоченное зерно направляется в солодорастильный аппарат 26, для проращивания в течении 6-9 суток. В нем зерно продувается воздухом с относительной влажностью 96…98 % и температурой 12 ˚С. При необходимости зерно орошается водой имеющей температуру около 12 ˚С.
Температура зерна должна оставаться в пределе 14-18 ˚С.
Из солодорастильного агрегата зеленый солод при помощи разгрузочного устройства подается в норию 27, и поднимается в камеру подвяливания солодосушилки 28, где равномерно распределяется специальными механизмами и сыплется в вертикальные шахты сушилки. Сушилка имеет три зоны благодаря чему сушильный агент несколько раз проходит сквозь вертикальные слои солода. Температура Сушильного агента изменяется от 45 ˚С до 85 ˚С, продолжительность сушки 24…36 часов.
Сухой горячий солод из сушилки выгружается в росткоотбойную машину 29, где очищается от ростков. Ростки собирают в бункере 30, для последующей утилизации. Очищенный солод отлеживается в бункере 31 в целях повышения влажности оболочки зерна и ее эластичности. Сухой солод без ростков очищается от загрязнений, полируется в полировочной машине 32 и подается в силос для хранения 33, где хранится и в нужный момент подается в варочный цех.
1.2 Назначение и классификация машин для производства солода
Мощность солодовенного цеха определяется в тоннах сухого солода, выпускаемого в год по производительности оборудования солодорастильного и сушильного отделений.В состав солодовенного цеха входят следующие сооружения и производственные подразделения
1) элеватор:
приемное устройство для ячменя;
рабочая башня элеватора;
силосные корпуса — надсилосное и подсилосное помещения.
2) солодовенный корпус;
а) замочное отделение;
б) солодорастильное отделение;
в)отделение сушки солода;
г)отделение подготовки и обработки воды;
д)отделение мойки и предварительного замачивания ячменя;
е) отделение подготовки и обработки воды.
3) административно-бытовой корпус;
4) автовесы подъездные пути, сантехнические и другие сооружения.
В каждом от делении солодовни используют различное технологическое оборудование необходимое для выполнения ряда технологических и дополнительных операций:
- очистки ячменя и его дозирования (взвешивание);
- повышения влажности зерна и мойки;
- сушки зеленого солода и подработки;
- транспортировки и хранения.
Для выделения из зерновой массы примесей, отличающихся от зерен основной культуры по ширине и толщине, применяют машины, основным рабочим органом которых является система вибрирующих, вращающихся или движущихся возвратно-поступательных сит.
Принцип действия зерноочистительных машин основан на отделении примесей от основной массы зерна по линейным размерам и аэродинамическим свойствам.
В зерноочистительных машинах применяют различные способы пневмосепарирования: в вертикальном, наклонном или поперечном воздушном потоке; с использованием поля центробежных сил; пневмоинерционное; пневмоситовое и др. Наибольшее распространение благодаря конструкционной простоте и компактности устройств получил способ сепарирования зерновой смеси в вертикальном воздушном потоке.
Сортирующие машины разделяют очищенное зерно по толщине и ширине, а триеры — по длине частиц. Металлические примеси извлекаются из массы зерна магнитными аппаратами. Во время мойки зерна частицы с малой плотностью всплывают на поверхность воды и удаляются из моечного аппарата в отдельный сборник.
1.2.1 Зерновые сепараторы
Для очистки зерна от примесей, отличающихся от него геометрическими размерами (шириной и толщиной), применяют ситовые сепараторы с плоскими и цилиндрическими ситами. Сепараторы с плоскими ситами бывают с возвратно-поступательным и круговым поступательным в горизонтальной плоскости движением сит. К сепараторам с цилиндрическими ситами относят виброцентробежные сепараторы, рабочие цилиндры которых установлены вертикально, и барабанные с горизонтальным расположением барабана.
Воздушно-ситовые сепараторы очищают зерно от примесей по аэродинамическим свойствам и линейным размерам. В них зерно от мелких и крупных примесей очищают на ситах, а от легких — в пневмосепарирующих каналах до поступления зерна на сита и на выходе из машины.
1.2.2 Цилиндрические и дисковые триеры
Примеси, отличающиеся от зерен основной культуры длиной, отделить на ситах невозможно. Для этой цели используют триеры. Рабочим органом триера является цилиндр или диск с ячейками, выбирающие короткие частицы.
По назначению различают триеры-куколеотборники — для выделения из основной массы зерна половинчатых зерен и шаровидных примесей (куколя, гречишки и т.п.) и триеры-овсюгоотборники — для отделения зерен основной культуры (ячменя, пшеницы и др.).
Ячейки рабочей поверхности куколеотборника выбирают из массы зерна шаровидные примеси и половинчатые зерна, количество которых не превышает 5%. Ячейки овсюгоотборника, напротив, выбирают основную составную часть — ячмень, пшеницу или рожь, количество которой обычно равно 95% объема зерновой массы. Естественно, при равных размерах производительность куколеотборника гораздо больше, чем овсюгоотборника.
1.2.3 Магнитные сепараторы
В зерновой смеси, поступающей в производство, могут быть металлические примеси, которые нельзя выделить в сепараторах или триерах. Металломагнитные примеси весьма разнообразны по размерам, форме и происхождению: это случайно попавшие предметы (гвозди, гайки, кусочки металла и т.п.) и частицы, попадающие в продукт в результате износа. Наличие таких примесей может привести к искрообразованию или повреждению рабочих органов машин. Особенно опасно и нежелательно попадание металломагнитных примесей в готовую продукцию.
В технологическом процессе переработки зерна предусмотрена установка магнитной защиты после бункеров для неочищенного зерна, перед сепараторами, триерами и дробилками, а также на контроле готовой продукции.
Основа рабочего процесса магнитных сепараторов — различие в магнитных свойствах зерновых продуктов и примесей.
1.2.4 Аппараты для мойки и замочки ячменя
Замачивание зерна является важным этапом в производстве пивоваренного солода. Достаточная влажность, наличие кислорода и оптимальная температура — основные условия солодоращения.Для мойки и замачивания зерна используются специальные аппараты разных конструкций. Как моечные, так и замочные аппараты изготовляют из листовой стали толщиной 4...6 мм и обрабатывают специальным покрытием, исключающим коррозию металла.