Непрерывный способ получения пивного сусла и устройство для его осуществления Российский патент 2024 года по МПК C12C7/00 C12C13/00 C12C13/02 

Известна установка содержащая сообщенные между собой системой трубопроводов, заторно-сусловарочный аппарат с установленным в корпусе резервуаром, парогенератор, фильтрационный чан, бак для горячей воды, гидроциклонный аппарат, льдоаккумулятор с системой охлаждения, аппарат для охлаждения пивного сусла, подключенный к заторно-сусловарочному аппарату и фильтрационному чану посредством трубопроводов сброса соковых паров бачок 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 [RU 2039800 C1, 20.07.1995].

Недостаток устройства в невозможности непрерывной варки сусла.

Известен способ непрерывного кипячения сусла, включающий подачу некипяченого сусла в подогреватель сусла, в котором его нагревают до температуры от 75 до 125°С, вводя нагретое сусло в реактор вытеснения, предпочтительно вращающийся тарельчатую выдерживающую колонну с последующей обработкой сусла, полученного из указанного реактора, в противотоке паром в отпарной колонне [WO 9526395 1995.10.05].

Однако в данном случае не происходит приготовления самого сусла, а лишь его кипячение.

Известен способ непрерывной варки сусла, предусматривающий подачу несваренного сусла к нагревателю, в котором сусло нагревают до температуры между 80 и 110°C, введение нагретого сусла в реактор с перекрываемым потоком, предпочтительно в удерживающую колонну с вращающимися дисками, что сопровождается обработкой сусла, полученного из упомянутого реактора, в противотоке пара в отпарной колонне.

Реактор с прерываемым потоком может иметь большое количество выходных отверстий для управления временем пребывания сусла при фиксированном входном потоке.

Реактор с жестким потоком действует при давлении от 1 до 2 бар (1-2 кгс/см2) и температуре от 75 до 125°C.

Нагреватель сусла может нагреваться косвенным образом посредством пара, выходящего из упомянутой отпарной колонны.

Перед упомянутым нагревателем сусла или после него могут, как вариант, добавляться предварительно изомеризованные гранулы хмеля и/или экстракты из хмеля [RU 96 121 364 A 10.02.1999].

Однако в данном случае не происходит приготовления самого сусла от начала до конца, а лишь кипячение.

Технический результат - упрощение оборудования, снижение металлоёмкости, уменьшение занимаемых площадей, уменьшение человеческого фактора в технологическом процессе.

Устройство и способ отличается от распространённого сейчас способа изготовления пивного сусла тем, что предлагается вариант получения пивного сусла не циклический, а непрерывный. Непрерывный способ получения пивного сусла позволяет упростить оборудование, снизить металлоёмкость, уменьшить занимаемые площади, уменьшить человеческий фактор в технологическом процессе.

Устройство состоит из (чертеж):

Дозированной дробилки (1)

Ёмкости смешения(2)

Электронного блока управления(3)

Фильтр-чана карусельного типа (4)

Теплообменника (5)

Аппарата кипячения (6)

Отделитель белка (7)

Теплообменника (8)

Аэратора (9)

Циркуляционного насоса (10)

Догревателя (11)

Температурного реактора(12)

Устройство работает следующим образом.

Дозированная дробилка(1) подаёт, солод на вход температурного реактора(12), который выполнен в виде трубы с тепловыми рубашками. Горячая вода требуемой температуры подготавливается в ёмкости смешения(2), подаётся в температурный реактор(12). Температурный реактор состоит из нагревательных секций. Каждая секция позволяет поддерживать свою заданную температуру. Поддержание заданной температуры в секции осуществляет электронный блок управления(3). Перемещение затора внутри теплового реактора производится шнеком или насосом. Тепловой реактор может иметь наклон в сторону перемещения затора для более лёгкого движения затора. Температурный реактор может выполняться из секций, соединённых последовательно, для упрощения конструкции. Из температурного реактора затор поступает в фильтр-чан(4) карусельного типа. Особенность такого фильтр-чана в том, что он разделён на несколько секций, которые вращаются над ситом. В нём есть место загрузки затора, под ним нет сита, далее по ходу вращения есть зоны формирования фильтровочного слоя, фильтровочные зоны, отжима, выгрузки. Проходя полный цикл затор проходит все технологические стадии как в обычном циклическом фильтр-чане. Далее сусло попадает в аппарат кипячения (6) выполненный в виде трубы с тепловой рубашкой. Он имеет несколько мест отвода пара и задачи хмеля. Прокипячённое сусло попадает в отделитель белка (7). Отделитель белка может быть выполнен в виде фильтр-чана карусельного типа, мембранного фильтра, гидроциклона, сепаратора и т.д. Затем сусло охлаждаясь через теплообменник (8) отдаёт тепло воде которая участвует в технологическом процессе приготовления сусла. Тем самым значительно уменьшая энергозатраты. После аэратора (9) сусло задаётся в танк брожения.

Отличие, предлагаемого метода поточной варки, от существующего в том, что на текущий момент варка сусла производится циклическим методом. Какой либо, объем затора, поэтапно, всем объёмом, проходит технологическую цепочку, т.е. последовательное выполнение технологического процесса. Поточный метод фактически все тех процессы выполняет параллельно в постоянном потоке. Это позволяет уменьшить размеры оборудования, наиболее эффективно распределить энергозатраты автоматизировать процесс. Технологический процесс: Солод и вода нагретая до требуемой температуры непрерывно подаётся в температурный реактор. Тепловой реактор состоит из набора секций которые поддерживают заданную температуру. При прохождении затора через тепловой реактор, затор по мере продвижения попадает в разные температурные участки. Длина участка определяет время нагрева затора, таким образом формируются различные по температуре и времени температурные паузы. Т.е. пройдя через весь температурный реактор, затор проходит весь технологический процесс, все требуемые температурные паузы. Затем затор попадает в карусельный фильтр-чан, где происходит отделение дробины от сусла. После фильтрации, в проточном кипятильнике происходит кипячение сусла. В сусло через определённые промежутки времени задаётся хмель. Время задачи определяется конструкцией аппарата кипячения. После кипячения из сусла отделяется белок и оставшаяся взвесь. Это происходит в потоке. Варианты фильтров возможны различные.

На последнем этапе идёт охлаждение сусла и аэрирование если требуется. Охлаждение идёт через теплообменник холодной водой. Горячая вода, которая получилась при охлаждении сусла используется в техпроцессе варки. Так как холодная вода из водопровода имеет приблизительно туже температуру, что и требуемая температура сусла на выходе из теплообменника, то получается всё тепло которое тратится на тех процесс возвращается обратно в процесс приготовления сусла. Конечно, будут потери, но благодаря возврату тепла в систему приготовления сусла энергоэффективность будет максимальной.

Сущность технического решения поясняется примером.

1. В начало температурного реактора(12), с постоянной заданной скоростью, подаётся из дозированной дробилки (1) солод. Так же туда постоянным заданным потоком подаётся горячая вода из ёмкости смешения (2).

2. Температурный реактор состоит из автономных нагревательных модулей (НМ1 - НМ23). Количество секций определяется временем технологического процесса (в данном примере их 23). Длинна секции, определяется минимальной временной температурной паузой, требуемой для тех процесса (в данном примере это 5 минут). Каждый температурный модуль управляется электронным блоком управления (3) и может поддерживать заданную температуру. Продвижение затора через температурный реактор может осуществляться шнеком, насосом или комбинированным способом. Скорость продвижения затора постоянная.

1. После температурного реактора, затор попадает в фильтр-чан (4) карусельного типа. Карусель фильтр-чана медленно вращается и затор проходит несколько этапов. С начала идёт заполнение одной из секций карусели. Под этой секцией нет сита. Так как секция двигается постепенно она перемещается на сито и начинается процесс фильтрации. На первом этапе сусло идёт с мукой и его насос возвращает обратно в туже секцию. После установления фильтровочного слоя, фильтрованное сусло собирается и подаётся на кипячение. После промывки и отжима дробина выбрасывается из фильтр-чана и утилизируется.

2. После фильтрации сусло подогревается в теплообменнике (5) и попадает в аппарат кипячения (6), он выполнен в виде трубы с выходами под пар и ячейками для задачи хмеля. Объём трубы рассчитан так, чтобы поток сусла находился в аппарате кипячения до двух часов.

3. После кипячения сусло попадает в отделитель белка в виде фильтра карусельного типа (7), где отделяется белок и оставшаяся взвесь.

4. Затем сусло попадает в теплообменник (8), где его охлаждает вода. Сусло охлаждается до температуры воды (12-15 градусов), а вода нагревается до температуры сусла (90 - 95 градусов)

5. Охлаждённое сусло аэрируется в аэраторе (9) и поступает в танк.

6. Вода, нагретая в теплообменнике (8) , используется для предварительного подогрева сусла перед кипячением в теплообменнике (5). Далее эта вода, поступает через циркуляционный насос (10) в догреватель (11), где она нагревается до требуемой температуры для дальнейшего технического процесса. Вода поступает в нагревательные модули через клапаны управления, которые управляются электронным блоком управления (3). Постепенно вода отдаёт своё тепло нагревая затор. Подача воды осуществляется навстречу движения затора, от более горячей части к менее нагретой.

7. Часть воды используется для подачи в ёмкость смешения (2) в которой она смешивается с холодной водой, таким образом получается нужная температура воды для начала затирания.

В таком тех процессе всё тепло, которое тратилось на приготовление сусла, за исключением потерь, возвращается обратно. Потери можно минимизировать хорошим утеплением всей системы. Это позволяет максимально снизить энергопотребление установки.

Группа изобретений относится к пивоваренной промышленности. Раскрыто устройство для непрерывного получения пивного сусла, состоящее из дробилки, температурного ректора, выполненного в виде трубы, ёмкости смешения, устройства перемещения затора внутри реактора, фильтр-чана, аппарата для кипячения, отделителя белка, теплообменника. Также описан непрерывный способ получения пивного сусла, в ходе которого дробилка подаёт солод на вход температурного реактора выполненного в виде трубы, горячая вода требуемой температуры подготавливается в ёмкости смешения и подаётся в тепловой реактор, перемещение затора внутри теплового реактора устройством перемещения затора внутри реактора, из теплового реактора затор поступает в фильтр-чан, далее сусло попадает в аппарат кипячения, а затем прокипячённое сусло попадает в отделитель белка, после чего сусло, охлаждаясь, через теплообменник отдаёт тепло воде, которая участвует в технологическом процессе приготовления сусла. Группа изобретений позволяет упростить оборудование, снизить металлоёмкость, уменьшить занимаемые площади и человеческий фактор в технологическом процессе. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

1. Устройство для непрерывного получения пивного сусла, состоящее из дробилки, температурного ректора, выполненного в виде трубы, ёмкости смешения, устройства перемещения затора внутри реактора, фильтр-чана, аппарата для кипячения, отделителя белка, теплообменника.

2. Непрерывный способ получения пивного сусла, в ходе которого дробилка подаёт солод на вход температурного реактора, выполненного в виде трубы, горячая вода требуемой температуры подготавливается в ёмкости смешения и подаётся в тепловой реактор, перемещение затора внутри теплового реактора устройством перемещения затора внутри реактора, из теплового реактора затор поступает в фильтр-чан, далее сусло попадает в аппарат кипячения, а затем прокипячённое сусло попадает в отделитель белка, после чего сусло, охлаждаясь, через теплообменник отдаёт тепло воде, которая участвует в технологическом процессе приготовления сусла.