УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИВА Российский патент 1995 года по МПК C12C11/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к пивоваренным устройствам малой мощности (минипивзаводам), и может быть использовано в бар-ресторанах, столовых и других пунктах общепита.

Известна установка для изготовления пива, содержащая сообщенные между собой системой трубопроводов заторно-сусловарочный аппарат с цилиндрической и донной рубашками и подключенными к ним парогенератором низкого давления с линией возврата конденсата, фильтрационный чан, гидроциклонный аппарат, вертикально установленные цилиндрические резервуары брожения и дображивания с цилиндрическими рубашками, льдоаккумулятор с горизонтальными теплообменными трубками, бак для горячей воды, емкость для сбора дрожжей, передвижную мойку и баллоны с углекислотой (фирма "Зальм", Московское бюро, 1-й Красногвердейский пер. 24Б, Союз-2, ком.142. Техническое предложение, 1986).

Однако известная установка потребляет значительное количество энергии и подвержена пиковым энергонагрузкам.

По технической сущности наиболее близкой к предлагаемой является установка для изготовления пива, содержащая сообщенные между собой системой трубопроводов заторно-сусловарочный аппарат с установленным в корпусе резервуаром, парогенератор, фильтрационный чан, бак для горячей воды, гидроциркуляционный аппарат, резервуары брожения и дображивания с рубашками охлаждения, льдоаккумулятор с системой охлаждения, емкость для сбора дрожжей, мойку, баллон с углекислотой для подключения к резервуарам дображивания и аппарат для охлаждения сусла (российский патент N 1817791, кл. С 12 С 11/04, 1992).

Однако и эта установка потребляет значительное количество энергии для поддержания необходимых температурных режимов при наличии пиковых нагрузок и имеет относительно большие габариты.

Техническим результатом является уменьшение габаритов, снижение потребляемой мощности и пиковых нагрузок.

Достигается это тем, что в установке для изготовления пива, содержащей сообщенные между собой системой трубопроводов заторно-сусловарочный аппарат с установленным в корпусе резервуаром, парогенератор, фильтрационный чан, бак для горячей воды, гидроциклонный аппарат, резервуары брожения и дображивания с рубашками охлаждения, льдоаккумулятор с системой охлаждения, емкость для сбора дрожжей, мойку, баллон с углекислотой для подключения к резервуарам дображивания и аппарат для охлаждения сусла, резервуар заторно-сусловарочного аппарата имеет объем, меньший объема каждого резервуара брожения в 3-6 раз, фильтрационный чан выполнен в виде резервуара, имеющего площадь сечения нижней части меньшую, чем площадь сечения верхней части, система охлаждения льдоаккумулятора содержит датчик уровня и датчик температуры на выходном трубопроводе льдоаккумулятора, парогенератор установлен внутри корпуса заторно-сусловарочного аппарата под его резервуаром, кроме того, установка снабжена подключенным к заторно-сусловарочному аппарату и фильтрационному чану посредством трубопроводом сброса соковых паров бачком с выходным патрубком и установленным в нем змеевиком, подключенным к трубопроводу наполнения бака для горячей воды, гидроциклонный аппарат снабжен рубашкой охлаждения, подключенной к трубопроводу наполнения бака для горячей воды.

Сущность изобретения заключается в том, что выбор соотношения объемов заторно-сусловарочного аппарата и резервуара брожения, равный 3-6, позволяет при сохранении объема последнего уменьшить объем каждого из варочных аппаратов, сделав почти непрерывным процесс варки и значительно снизив при этом пиковые нагрузки. Если оставить прежними объемы варочных аппаратов, а увеличить объем каждого из аппаратов брожения и соответственно дображивания, то возможно уменьшение количества последних. Выполнение фильтрационного чана с уменьшенной площадью сечения в нижней части позволяет в первом случае (уменьшения объемов варочных аппаратов) сохранить высоту фильтрующего слоя дробины.

Сравнение предлагаемого устройства с известными позволило судить о соответствии его критерию "новизна", а отсутствие отличительных признаков в аналогах говорит о соответствии критерию "изобретательный уровень". Макетные испытания подтверждают его промышленную применимость.

На фиг. 1 представлена технологическая схема предлагаемой установки; на фиг. 2 конструкция заторно-сусловарочного аппарата; на фиг.3 конструкция фильтрационного чана.

Установка содержит заторно-сусловарочный аппарат 1 со встроенным парогенератором 2, фильтрационный чан 3 с регулятором 4 фильтрации, бак 5 для горячей воды, гидроциклонный аппарат 6 с рубашкой 7 охлаждения, цилиндрические резервуары 8 и 9 брожения и дображивания с рубашками 10 и 11 охлаждения соответственно, льдоаккумулятор 12 с датчиками 13 и 14 уровня и температуры, емкость 15 для сброса дрожжей, передвижную мойку 16, баллон 17 с углекислотой, аппарат для охлаждения сусла в виде теплообменников 18 и 19 предварительного и окончательного охлаждения сусла, бачок 20 со змеевиком 21, термодатчик 22 в каждом резервуаре 8 брожения и систему трубопроводов 23-24 с вентилями 35-38 и насосами 40, 41. На трубопроводе 31 имеется разбрызгиватель 42. В систему охлаждения льдоаккумулятора входят датчики 13 и 14 уровня и температуры, компрессор 42 и теплообменник 44. Парогенератор 2 установлен в корпусе 45 заторно-сусловарочного аппарата 1 под резервуаром 46, объем которого должен быть в 3-6 раз меньшим объема каждого резервуара 8 брожения. Термодатчик 22 установлен на уровне, меньшем уровня соответствующего 1/3-1/6 объема заполнения резервуара 8 брожения. Резервуар 47 фильтрационного чана 3 выполнен с площадью сечения в нижней части, меньшей площади сечения в верхней части, что позволяет при уменьшении объема заторной массы выдержать необходимую высоту фильтрующего слоя дробины. Уровень фильтрационного сита 48 должен превышать уровень жидкости в регуляторе 4 фильтрации для обеспечения стока сусла по трубопроводу 24. Бачок 20 со змеевиком 21 установлен на трубопроводах 26, 27 отвода соковых паров из заторно-сусловарочного аппарата 1 и фильтрационного чана 3. Змеевик 21 и рубашка 7 охлаждения гидроциклонного аппарата 6 через вентили 36 и 38 подключены к трубопроводу 28 наполнения бака 5 для горячей воды. Это позволяет использовать тепловую энергию, затраченную на нагрев сусла, на технические нужды и применять для его охлаждения менее габаритные пластинчатые теплообменники 18 и 19, с которых не рекомендуется утилизация тепла. Датчик 13 уровня установлен в льдоаккумуляторе 12, а датчик 14 температуры на его выходном трубопроводе 33.

Установка работает следующим образом.

Дробленый солод засыпают в заторно-сусловарочный аппарат 1, заполненный водой, в необходимой пропорции, нагревают массу до 72^оС с паром низкого давления от парогенератора 2 и выдерживают до полного осахаривания затора. Готовый затор насосом 40 через вентиль 35 по трубопроводу 23 подают в фильтрационный чан 3 для отделения сусла от дробины. Дробина, задерживаясь на фильтрационном сите 48, создает фильтрующий слой, через который фильтруется сусло. Сусло, проходя через фильтрующий слой, самотеком по трубопроводу 24 поступает в регулятор 4 фильтрации, откуда насосом 40 по трубопроводу 25 возвращается в заторно-сусловарочный аппарат 1, где подвергается нагреву паром низкого давления до кипячения с охмелением дробленым хмелем в процессе кипячения. Соковые пары, выделяемые из сусла при его кипячении, по трубопроводу 26 поступают в бачок 20, где конденсируются на змеевике 21 и удаляются через отверстие в бачке 20 (не показано), а вода, проходящая через змеевик 21, нагревается и через вентиль 26 поступает в трубопровод 28 наполнения бака 5 горячей воды. Помимо экономии энергии, затрачиваемой на работу нагревателя бака 5, бачок 20 способствует увеличению тяги соковых паров из заторно-сусловарочного аппарата 1 и фильтрационного чана 3. Через 2 ч от начала кипячения сусло с хмелем насосом 40 по трубопроводу 29 через вентиль 37 подается в гидроциклонный аппарат 6, где после раскрутки осветляется, а белок с частичками хмеля собирается на дне аппарата 6. После раскрутки сусла и до начала его слива в рубашку 7 охлаждения гидроциклоного аппарата 6 подают холодную воду, которая, нагреваясь, поступает через вентиль 38 в трубопровод 28 наполнения бака 5 горячей воды. Осветленное и охлажденное до 60^оС сусло насосом 40 по трубопроводу 30 подается на теплообменник 18 предварительного охлаждения, охлаждаясь до 5^оС, по трубопроводу 31 идет в первый резервуар 8 брожения через разбрызгиватель 42 для насыщения сусла кислородом воздуха. Помимо утилизации тепла наличие рубашки 7 охлаждения гидроциклонного аппарата 6 способствует использованию теплообменников 18 и 19 меньших габаритов и мощности. Теплообменник 18 охлаждается проточной водой, а теплообменник 19 из льдоаккумулятора 12.

В зависимости от выбора соотношения объемов заторно-сусловарочногоо аппарата 1 и резервуара 8 брожения заполняется 1/3-1/6 часть объема последнего первой порцией сусла, температура которого контролируется визуально по термодатчику 22. В первую порцию сусла задают полную порцию дрожжей для взбраживания, проходящего с выделением тепла. Повторяя предыдущие операции, последующие порции сусла до полного заполнения резервуара 8 брожения необходимо ввести в течение времени, не превышающего 2 сут. Во время брожения охлаждение сусла осуществляется водой, поступающей от льдоаккумулятора 12 посредством насоса 41 по трубопроводу 33 в рубашки 10 резервуара 8 брожения.

По окончании процесса брожения молодое пиво, охлажденное до температуры 4^оС, при помощи насоса 40 перекачивается в первый резервуар 9 дображивания, где оно зреет в течение 21 дн. Выделяемая в процессе дображивания углекислота поднимает давление в резервуаре 9 дображивания, необходимое для созревания пива.

Осадочные дрожжи из резервуара 8 брожения сливают в емкость 15 для сбора дрожжей, которая охлаждается водой по трубопроводу 33 из льдоаккумулятора 12. Охлаждение резервуара 9 дображивания осуществляется водой из льдоаккумулятора 12, поступающей в рубашки 11 охлаждения. Аналогичные процессы проводят и в остальных резервуарах 8 и 9 брожения и дображивания.

Готовое пиво из резервуаров 9 дображивания поступает в разлив методом выдавливания углекислым газом из баллона 17 через редуктор 39.

После охлаждения резервуаров 8 и 9 брожения и дображивания их моют раствором из передвижной мойки 16 посредством насоса 40.

Льдоаккумулятор 12 работает в режиме накопления льда и отдает запас холода на охлаждение сусла в теплообменнике 19 и во время остановок компрессора 43, который выключается по команде датчика 13 при минимальном уровне воды в льдоаккумуляторе 12. Снижение уровня воды отражает процесс накопления льда, отсутствие которого приводит к росту температуры в выходном трубопроводе 33. При повышении температуры воды до 2^оС датчик 14 выдает команду на включения компрессора 43, который подает хладагент через теплообменник 44 в льдоаккумулятор 12. Увеличение температуры охлаждающей воды >2^оС на выходном трубопроводе 33 недопустимо, так как может привести к нарушению температурных режимов резервуаров 9 дображивания и емкости 15 для хранения дрожжей.

Выбор соотношения объемов резервуаров 46 и 8 равным 1/3-1/6 позволяет сократить количество резервуаров 8 и 9 брожения и дображивания и соответственно снизить габариты установки, пиковые нагрузки и энергозатраты на поддержание режимов охлаждения. Выбор соотношения 1/3, например 1/2, как в прототипе, при восьмидневном процессе брожения и равном количестве оборудования приводит к простою варочного оборудования (заторно-сусловарочного аппарата 1, фильтрационного чана 2 и др.) и возрастанию пиковых нагрузок на сеть. Выбор соотношения < 1/6, например 1/7, при варочном цикле 10-12 ч может привести к несвоевременному заполнению и затяжке всего цикла брожения более 8 сут.

Использование: в пищевой промышленности в установках для изготовления пива. Сущность изобретения: установка содержит сообщенные между собой системой трубопроводов заторно-сусловарочный аппарат с установленным в корпусе резервуаром, парогенератор, фильтрационный чан, бак для горячей воды, гидроциклонный аппарат, резервуары брожения и дображивания с рубашками охлаждения, емкость для сбора дрожжей, мойку, баллон с углекислотой для подключения к резервуарам дображивания и аппарат для охлаждения сусла. Резервуар заторно-сусловарочного аппарата имеет объем в 3 6 раз меньше объема каждого из резервуаров брожения, фильтрационный чан выполнен в виде резервуара, площадь сечения нижней части которого меньше площади сечения верхней части. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИВА, содержащая сообщенные между собой системой трубопроводов заторно-сусловарочный аппарат с установленным в корпусе резервуаром, парогенератор, фильтрационный чан, бак для горячей воды, гидроциклонный аппарат, резервуары брожения и дображивания с рубашками охлаждения, емкость для сбора дрожжей, мойку, баллон с углекислотой для подключения к резервуарам дображивания и аппарат для охлаждения сусла, отличающаяся тем, что резервуар заторно-сусловарочного аппарата имеет объем в 3 6 раз меньше объема каждого из резервуаров брожения, фильтрационный чан выполнен в виде резервуара, площадь сечения нижней части которого меньше площади сечения верхней части. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система охлаждения льдоаккумулятора содержит датчик уровня и датчик температуры, причем датчик уровня установлен в льдоаккумуляторе, а датчик температуры на выходном трубопроводе льдоаккумулятора. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что парогенератор установлен в корпусе заторно-сусловарочного аппарата под его резервуаром. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена подключенным к заторно-сусловарочному аппарату и фильтрационному чану посредством трубопроводов сброса соковых паров бачком с установленным в нем змеевиком, подключенным к трубопроводу наполнения бака для горячей воды. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что гидроциклонный аппарат снабжен рубашкой охлаждения, подключенной к трубопроводу наполнения бака для горячей воды.