способ получения пивного сусла

Классы МПК:C12C7/00 Приготовление сусла вообще
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-12-01
публикация патента:

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к пивоваренной отрасли, и касается способов получения пивного сусла. Способ включает следующие этапы: дробление солода и зернопродуктов, приготовление затора, включая его гидродинамическую обработку, затирание, осахаривание с последующим фильтрованием, выщелачиванием сусла, его кипячением с хмелем и выпариванием излишней влаги, при этом процесс фильтрования проводят через слой взвешенной дробины в диапазоне температур 50-80°С, который поддерживают чередованием струй пара и азота, подаваемых снизу на фильтрационные сита. Способ позволяет сократить длительность цикла фильтрации при получении максимального выхода экстракта и автоматизировать управление процессом получения пивного сусла по критериям качества. 1 ил.

способ получения пивного сусла, патент № 2391388

Формула изобретения

Способ получения пивного сусла, включающий дробление солода и зернопродуктов, приготовление затора путем смешивания дробленого солода с водой, который подвергают белковой, мальтозной паузам и осахариванию, с последующим фильтрованием, выщелачиванием сусла, его кипячением с хмелем и выпариванием излишней влаги, причем в процессе приготовления затора осуществляют его гидродинамическую обработку, отличающийся тем, что процесс фильтрования затора проводят через слой взвешенной дробины в диапазоне температур от 50 до 80°С, который поддерживают чередованием струй пара и азота, подаваемых снизу на фильтрационные сита.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к пивоваренной отрасли, и касается способов получения пивного сусла.

Принципиальная технологическая схема производства пива состоит из следующих этапов: очистка солода и ячменя, дробление зернопродуктов, получение пивного сусла (приготовление и фильтрование затора, кипячение сусла с хмелем, отделение от хмелевой дробины, охлаждение, осветление и аэрирование сусла), подготовка дрожжей, сбраживание пивного сусла, дображивание и созревание пива, фильтрование и розлив готового пива. [Технологическая инструкция по производству солода и пива: ТИ 18-6-47-85, срок введ. с 01.07.86 г. по н.в., М.: Минпищепром СССР, НПО ПБП, 1985. с.50-51]. Качество готового пива во многом зависит от способа приготовления пивного сусла. Известно большое количество способов изменения технологии приготовления сусла, направленных на повышение эффективности извлечения полезных компонентов из солода и несоложенного сырья путем разрушения межмолекулярных связей углеводных составляющих зернового сырья.

Известен способ приготовления пивного сусла с предварительным воздействием на солод и несоложенное сырье некогерентным лазерным излучением [Тезисы докладов V Всесоюзной конференции «Электрофизические методы обработки пищевых продуктов», - М., 1985, с.132]. Недостатком этого способа является большой расход зернового сырья, длительность производственного процесса и недостаточно высокое качество пивного сусла.

Известны способы получения сусла из зернопродуктов с применением энергии электромагнитного излучения (при длине волны в диапазоне 0,6-1,6 мкм в течение 10-15 секунд при плотности потока 10-15 кВт/см2), воздействующего на ячменный солод и несоложенное сырье перед его затиранием [патент РФ № 2146699; опубл. 20.03.2000; Бюл. № 8] или воду, обработанную постоянным магнитным полем и применяемую для затирания (величина магнитной индукции в зоне обработки 30-120 мТл) [патент РФ № 94034365, МПК 6C12C 007/00].

При использовании способа в сусле увеличивается содержание редуцирующих сахаров на 5,3-18,3%, а аминного азота на 0,45-7,5% и массовой доли сухих веществ на 6,54-11,0% по сравнению с контролем. Однако способ не предотвращает закупорки пор фильтрующих элементов.

Известен способ приготовления затора, предусматривающий затирание зерна и солода и их термообработку паром в поле акустических колебаний, при этом зерно и солод перед затиранием пропитывают сжиженным газом; при последующем сбросе давления до атмосферного впитанный сырьем сжиженный газ вскипает с резким увеличением объема, что приводит к вспучиванию сырья и его клеточных мембран [патент РФ № 2122572; опубл. 27.11.1998; Бюл. № 33].

Применение способа позволяет ускорить осахаривание затора (на 10-25%) и увеличить выход экстрактивных веществ на 1,5-2,0%. Способ не предусматривает непосредственного воздействия на процесс фильтрации затора или автоматизированного контроля над качеством промежуточного продукта.

Все указанные способы приготовления пивного сусла способствуют повышению извлечения полезных компонентов из сырья, однако незначительно влияют на процессы фильтрации затора и не устраняют периодической забивки пор фильтров составными компонентами затора. Основными недостатками перечисленных способов являются так называемые «проблемы фильтрации», приводящие к закупорке пор фильтрующих элементов и требующие периодической промывки затора над фильтрационными ситами опресненной водой; установки постоянно функционирующих механических мешалок над фильтроэлементами; подачи снизу к фильтроэлементам подогретых промывных вод для предотвращения преждевременной температурной коагуляции растворимых элементов фильтрующегося затора и даже изменения конфигурации емкости чана фильтрации (применение двойного дна, с приданием ему конической формы, применение ножей-рыхлителей слоя пивной дробины и др.) [Меледина Т.В., Дедегкаев А.Т., Баланов П.Е. «Технология пивного сусла», Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург, Изд-во «Феникс», 2006 г., с.121-123, 129-134].

Известен способ ускорения процесса фильтрации сусла путем применения вместо фильтр-чанов пресс-чанов, обеспечивающих увеличение разницы давлений до и после фильтрационных сит [Кунце В. «Технология солода и пива», СПб., Изд-во «Профессия», 2003 г., с.270-280].

Способ практически вдвое сокращает длительность фильтрации, но затрудняет процессы выщелачивания дробины, что приводит к большим потерям полезных компонентов с дробиной.

Известен заторно-сусловарочно-фильтрационный аппарат, использующий способ ускорения фильтрации пивного сусла путем вращения фильтрующего элемента, выполненного в виде полого перфорированного цилиндра, внутри которого среду (сырье) перемешивают воздушными потоками, подаваемыми через полый перфорированный вал [патент РФ № 2167194 С1; опубл. 20.05.2001; Бюл. № 14].

Центрифугирование цилиндра с суслом при перфорированных стенках (т.е. через фильтры) действительно существенно ускоряет процессы фильтрации, но перемешивание сусла путем подачи воздушных струй нарушает ферментативные процессы, происходящие в заторе в различные фазы расщепления крахмала, что снижает эффективность выщелачивания зерновой составляющей затора. Кроме того, считается, что процесс фильтрации в фильтр-чане осуществляется проще, поэтому не получили широкого применения центрифуги и вакуумные фильтры [Ф.Главачек, А.Лхотский. «Пивоварение», перевод с чешского И.В.Холодовой, ред. А.П.Колпакчи, - М.: «Пищевая промышленность», 1977 г., с.169].

Этих недостатков лишен способ непрерывного приготовления сусла, включающий непрерывную энзиматическую конверсию солода в одном вращающемся дисковом реакторе и отделение отработанного зерна от бражки (сусла) в сепараторе, причем фильтрация осуществляется с применением мембранных фильтров при использовании многоэтапных противоточных фильтровальных аппаратов [патент РФ № 2096445; опубл. 20.11.1997; Бюл. № 32].

Однако метод чрезвычайно дорогостоящий и требует радикальной реконструкции пивоваренных заводов, при этом не предусмотрена автоматизация контроля над технологическим процессом.

Все указанные нововведения недостаточно ускоряют процесс фильтрования затора и не затрагивают автоматизации процесса. Известно также [http://pivovod.ru/e107plugins/content/content.php?content.114], что автоматизация процесса приготовления сусла и фильтрации затора до сих пор находятся в стадии опытов. Известно многофункциональное управление фильтрованием путем непрерывного считывания и анализа текущих параметров: скорости потока, глубины погружения разрыхлителя, оборотов разрыхлителя, плотности сусла, мутности сусла и его уровня в фильтрационном аппарате [Меледина Т.В., Дедегкаев А.Т., Баланов П.Е. «Технология пивного сусла», Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург, изд-во «Феникс», 2006 г., с.121-124].

Известно, что в процессе фильтрации при прохождении сусла через дробину захватываются и перемещаются в основном тонкие частицы суспензии, тем самым постепенно снижается проходимость фильтрующего слоя; при этом дробина, сначала облегченная жидкостью, в процессе фильтрования прилегает в зависимости от интенсивности стока более или менее плотно к фильтрационному ситу, забивает отверстия в сите и тем самым снижает его пропускную способность. Даже при нормальной фильтрации дробина так плотно прилегает к дну, что для свободного прохождения остается едва ли 1% от общей поверхности фильтрационного сита. [Ф.Главачек, А.Лхотский. «Пивоварение», перевод с чешского И.В.Холодовой, ред. А.П.Колпакчи, - М.: «Пищевая промышленность», 1977 г., с.179].

В качестве прототипа принят известный способ получения пивного сусла, включающий дробление солода и зернопродуктов, приготовление затора путем смешивания дробленого солода с водой, который подвергают белковой, мальтозной паузам и осахариванию, с последующим фильтрованием, выщелачиванием сусла, его кипячением с хмелем и выпариванием излишней влаги, причем в процессе приготовления затора осуществляют его гидродинамическую обработку, которую проводят в течение всего процесса приготовления заторной массы, между белковой, мальтозной паузами и осахариванием, при этом время мальтозной и белковой пауз находится в пределах 15-20 минут, а осахаривание осуществляется в течение 5-10 минут [патент РФ № 2144065; опубл. 10.01.2000, Бюл. № 1].

Недостатком указанного способа получения пивного сусла является длительность и недостаточная эффективность процесса фильтрации затора, при этом способ не предусматривает автоматизации процесса контроля над качеством конечного продукта и над полнотой извлечения растворимых компонентов первичного сырья. К недостаткам способа также следует отнести неизбежное захватывание порций воздуха струями промывной жидкости, что приводит в заторе к искажению обычных биохимических процессов и снижает эффективность выщелачивания растворимых элементов из дробины.

Техническим результатом заявляемого способа является сокращение длительности цикла фильтрации при получении максимального выхода экстракта, при этом неизбежное создание безвоздушной среды (азот - пар) сводит до минимума проявление побочных биохимических процессов, вызванных захватом кислорода разбрызгивающейся жидкостью, а также возможность автоматизации управления процессом получения пивного сусла по критериям качества.

Техническая задача решается тем, что в известном способе получения пивного сусла, включающем дробление солода и зернопродуктов, приготовление затора путем смешивания дробленого солода с водой, который подвергают белковой, мальтозной паузам и осахариванию, с последующим фильтрованием, выщелачиванием сусла, его кипячением с хмелем и выпариванием излишней влаги, причем в процессе приготовления затора осуществляют его гидродинамическую обработку, согласно изобретению фильтрование затора проводят через слой взвешенной в растворе затора пивной дробины, при этом состояние взвешенности пивной дробине придают струями пара и инертного газа, подаваемыми снизу на фильтрационные сита; при этом при фильтровании затора ритм чередования струй пара и инертного газа регулируется автоматически, причем автоматизированное управление процессом фильтрации проводят по параметрам затора выше и ниже фильтрационных сит, ориентируясь на прогнозные и оптимальные показатели качества сырья и конечного продукта. Эти же принципы ускорения фильтрации и экстрагирования используются при отделении хмелевой дробины, при этом способ предусматривает для приготовления пара использовать обессоленную воду.

Данный способ известен в нефтехимических производствах как фильтрация через «кипящий слой» катализатора, гранулированных компонентов фильтра или процесс «псевдоожижение» [Советский энциклопедический словарь, 1989; Изд-е 4; с.1088: «псевдоожижение - превращение слоя зернистого материала в т.н. кипящий слой под действием восходящего потока газа или жидкости, достаточного для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии»].

Для целей пивоваренного производства данный способ фильтрации в открытых источниках не описан. В отличие от аналогов других отраслей применение кипящего слоя затора приводит не только к более полному извлечению полезных компонентов, но и к ликвидации закупорки пор фильтроэлементов, что способствует ускорению процесса фильтрации затора. При этом пар подается в условиях, обеспечивающих его конденсацию. Это приводит к прогреву решетки, в том числе за счет энергии фазового перехода пара. При этом пузырьки инертного газа (азота), создавая эффект кавитации, разрушаются при контакте с решеткой, создавая поля акустических колебаний в диапазоне частот ультразвуковой части спектра с огромным энергообменом, что является полезным воздействием, интенсифицирующим массообменные процессы в фильтрующемся слое затора, в частности, разрушаются коагулированные частицы, что облегчает выход экстрактивных веществ из дробины.

Согласно заявляемому способу состояние взвешенности («кипящего слоя») затору придают струями пара и инертного газа, периодически подаваемыми снизу на фильтрационные сита. Это способствует очистке забиваемых пор фильтра и ускоряет процесс фильтрации, превращая его в непрерывный. Но так как при фильтрации столб жидкости и ее давление уменьшаются, то и изменения эти регистрируются датчиками давления жидкости над решеткой и поступают в управляющий процессор, регулирующий подачу (встречную направлению фильтрации) и разбрызгивание промывной жидкости, подачу пара или его замену на азот. Известно, что при повышении температуры решетки происходит повторное растворение ранее коагулированных гумми-веществ, способных забивать поры фильтра [Меледина Т.В., Дедегкаев А.Т, П.Е.Баланов «Технология пивного сусла», Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург, Изд-во «Феникс», 2006 г., с.129], поэтому согласно заявляемому способу режим фильтрации проводят в диапазоне температур от 50 до 80°С. Принято во внимание, что чем горячее сусло, тем лучше оно фильтруется. Известно, что при повышении температуры на 1°С вязкость сусла снижается на 0,2% [Люерс, цит. по Ф.Главачек, А.Лхотский. «Пивоварение», перевод с чешского И.В.Холодовой, ред. А.П.Колпакчи - М.: «Пищевая промышленность», 1977, с.180]. Однако избыточный нагрев затора выше 80°С может привести к инактивации ферментной составляющей, поэтому способ предусматривает своевременную замену пара на инертный газ.

В заявляемом способе прочистка фильтрационной решетки осуществляется пузырьками инертного газа в режиме кавитации. Данный принцип используется в известных кавитационных аппаратах для очистки деталей, эмульгирования, гомогенизации, для возбуждения химических реакций, для уничтожения микроорганизмов, экстрагирования из животных и растительных клеток путем разрушения последних, а также интенсификации других технологических процессов, протекающих в жидких средах. [http://www.esi.ru/cavitat.htm].

Заявляемый способ приготовления пивного сусла может быть реализован системой автоматизированного управления, применительно к технологическому процессу фильтрации затора, приведенной на чертеже.

Данная схема включает: управляющий процессор 1; блок управления основным технологическим оборудованием 2; блок управления вспомогательным оборудованием 3, используемым для коррекции качества промежуточного продукта; блок мониторинга технического состояния оборудования 4; основное технологическое оборудование данного этапа процесса пивоварения 5. (5.1, 5.2способ получения пивного сусла, патент № 2391388 5.m); блок контроля качества фильтрата 6; блок сравнения 7; дежурный технолог-оператор 8; стандарт качества 9; специальный канал связи (коррекция стандарта) 10; блок коррекции 11; сигнал выхода отклонения качества промежуточного продукта за критические параметры (тревожный сигнал рассогласования) 12; сигнал внештатной ситуации состояния технологического оборудования (сигнал аварийной технической ситуации для блокировки процесса) 13; мнемосхему текущего состояния процесса (блоки визуализации и архивирования) 14.

Управление процессом ведет управляющий процессор 1 через блок коррекции 11, в котором также анализируется информация от блока 4 мониторинга технического состояния основного оборудования 5.1, 5.2, 5.m и блока контроля качества фильтрата 6, через сигнал рассогласования из блока сравнения 7 и формируется управляющее воздействие на блок управления основным 2 и через него - на блок вспомогательным 3 оборудованием. При этом дежурный оператор-технолог 8 вводит параметры стандарта качества в блок стандарта качества 9 по специальному каналу связи 10; блок контроля качества 6 через блоки 9 и 7 взаимосвязан с блоком и по тревожному сигналу рассогласования 12 связан с управляющим процессором 1. Сигнал аварийной технической ситуации по каналу 13 выводится на мнемосхему 14 текущего состояния процесса через блок управляющего процессора 1.

Заявляемый способ реализуется следующим образом.

Процесс фильтрации начинается с подачи жидкости на фильтрующие поверхности фильтр-чана, при этом происходит обязательный прогрев не только решетки, но и всех металлических составляющих чана. Теплая вода конденсированного пара накапливается между фильтрационными решетками и дном фильтр-чана, что исключает необходимость дополнительной подачи фильтрующейся жидкости в это пространство. Навстречу струям пара сверху на сита фильтр-чана подается затор, подготовленный в соответствии с регламентом фильтрации и прошедший все стадии (фазы) созревания. Для исключения прохождения мелких частиц дробины сквозь поры фильтрационных сит, которые могут создавать мутность отфильтрованной жидкости, начальный уровень воды устанавливается на 1,0-1,5 см выше поверхностей фильтрационных сит. Включение механической мешалки способствует равномерному распределению затора по поверхности фильтрующих элементов, после загрузки всей подготовленной порции затора включаются устройства разбрызгивания промывных вод. При этом дробина не слеживается в «трехслойной лепешке», а находится под двойным воздействием: снизу - струй пара, а сверху - опресненной воды, при этом поддерживается ее взвешенное состояние, что способствует более полному выщелачиванию растворимых компонентов. Перемешивание слоя дробины механическими мешалками включается при повышении уровня жидкой составляющей фильтрующегося затора. Способ предусматривает использование традиционных фильтр-чанов с горизонтальными поверхностями и с возможностью дробной перекачки определенных объемов (например, в гектолитрах) из накопителя отфильтрованной жидкости ниже фильтров в сусловарочный котел. При этом появляется возможность автоматически контролировать процесс фильтрации и полноту экстрагирования по суммарному накоплению растворимых компонентов в общем объеме перекачиваемой жидкости, например, по формуле

[V1·способ получения пивного сусла, патент № 2391388 1+V2·способ получения пивного сусла, патент № 2391388 2+способ получения пивного сусла, патент № 2391388 +Vm·способ получения пивного сусла, патент № 2391388 m]=Vспособ получения пивного сусла, патент № 2391388 ·pспособ получения пивного сусла, патент № 2391388 способ получения пивного сусла, патент № 2391388 0,8Vпр·способ получения пивного сусла, патент № 2391388 пр,

где V1,способ получения пивного сусла, патент № 2391388 ,m; способ получения пивного сусла, патент № 2391388 1,способ получения пивного сусла, патент № 2391388 ,m - объем и плотность i-й порции отфильтрованного сусла; Vспособ получения пивного сусла, патент № 2391388 - суммарный объем отфильтрованного сусла; способ получения пивного сусла, патент № 2391388 способ получения пивного сусла, патент № 2391388 - суммарная плотность; Vпр - прогнозируемый объем сусла; способ получения пивного сусла, патент № 2391388 пр - прогнозируемая плотность сусла.

Коэффициент 0,8 (от 1,0 - теоретически возможного извлечения из сырья растворимых компонентов) корректируется оператором-технологом по фактическим параметрам качества зернового сырья конкретной порции затора (использование ячменя и солода более низкого класса снижает прогнозируемый коэффициент извлечения, тогда как применение амилолитических ферментов на стадии затирания увеличивает процент осахаривания и ожидаемую экстрактивность начального сусла).

Приближение фактических (действительных) суммарных показателей объема и плотности к прогнозируемым при резком снижении плотности очередной порции отфильтрованной жидкости может рассматриваться как один из признаков для завершения процесса фильтрации. Выгрузку истощенной пивной дробины и удаление избыточных промывных вод проводят согласно регламенту, причем промывные воды могут быть использованы повторно.

Перечисленная последовательность операций фильтрования запрограммирована в управляющем процессоре 1, заложена в блоки управления технологическим оборудованием 2. Параметры оборудования, участвующего в процессе фильтрации, контролируются приборами блока мониторинга технического состояния оборудования 4. В заявляемом способе основными управляемыми параметрами являются: температура фильтрационной решетки, уровень жидкости в чане и в накопителе отфильтрованного сусла, температура и давление пара, расход инертного газа и его давление; помимо pH затора контролируется его редокс-потенциал. Вместо заполнения водой пространства над решеткой согласно заявляемому способу проводится обработка паром всего пространства между фильтрационными ситами и дном чана. Этим достигается не только равномерный прогрев оборудования, но и стерилизация пространства (устранение типичных микробиологических загрязнений); в этом же пространстве (между фильтрами и дном чана) накапливается не требующая специального подогрева жидкость конденсированного пара.

Основной отличительной частью способа является придание взвешенного состояния («кипящего слоя») затору путем воздействия на фильтрационные сита струями пара или инертного газа, подаваемыми снизу под сита вспомогательным оборудованием (парогенераторы, баллоны сжиженного газа), которые управляются блоком управления вспомогательного оборудования 3.

Пример 1.

В качестве примера автоматического управления приводим устранение предаварийной ситуации: сигнал о резком повышении уровня жидкости выше фильтрационной решетки свидетельствует о блокаде фильтрации, приводящей к возрастанию объема жидкости в чане и возможности его переполнения, что инициирует корректирующее воздействие с блока коррекции 11 на блоки основного 2 и вспомогательного 3 оборудования. При этом сигнал аварийной технической ситуации 13 поступает через управляющий процессор 1 на мнемосхему 14 и сопровождается блокировкой процесса подачи промывных вод и корректирующим воздействием в виде подачи пара или газа под дно сит для очистки пор и формирования «кипящего слоя» пивной дробины на заданный промежуток времени, при этом подача инертного газа (азота) осуществляется в режиме кавитации. В заявляемом нами техническом решении пузырьки пара (газа) не только подогревают решетку и создают «кипящий слой» фильтрующейся пивной дробины, но и выбивают из пор фильтрационных сит все, что ее закупоривает и нарушает фильтрацию. Очистка пор фильтров ускоряет фильтрацию, приводит к снижению уровня жидкости в чане, что регистрируется датчиками блока мониторинга технического состояния оборудования 4 и через блок коррекции 11 и блоки управления основным технологическим 2 и вспомогательным 3 оборудованием отключает сигнал тревоги 13, восстанавливая обычный регламентный процесс фильтрации.

Пример 2.

Автоматическое управление по температурному критерию. Пребывание дробины в состоянии «кипящего слоя» при подаче жидкости сверху способствует более полному извлечению растворимых компонентов. Чередование струй пара и инертного газа согласуют с параметрами затора выше и ниже фильтрационных сит: продувку паром заменяют продувкой азотом тогда, когда температура сит достигнет 80°С и, наоборот, включают парогенератор, когда их температура опускается ниже 50°С. При понижении температуры происходит коагуляция составляющих элементов затора, которые закупоривают щели в сите чана (или поры фильтрующих пластин). Парогенератор автоматически отключается, когда средневзвешенная температура сит достигнет плюс 78-80°С. При превышении данного температурного диапазона может произойти температурная инактивация ферментной составляющей затора. При этом принято решение - датчик температуры ставить не в раствор - он проточный, а на решетку, что надежнее отражает температурные параметры процесса, при этом его показания выведены на блок мониторинга 4. При этом подачу пара и азота осуществляют через один и тот же ввод под дно сит, используя электромагнитные переключатели, также регулируемые блоком 3 управления вспомогательным оборудованием.

Блок вспомогательного оборудования 3 отключает подачу газа или пара по каналам обратной связи (блок мониторинга 4 - блок коррекции 11 - блок управления основным оборудованием 2), например, при резком падении уровня жидкости затора над решеткой - затор отфильтрован! Этот сигнал продублирован командой на включение насоса перекачки последней порции отфильтрованного сусла из накопителя в чан для варки (сусловарочный котел), поступающий от блока вспомогательного оборудования 3. Аналогичным образом, при переполнении накопителя отфильтрованной жидкости также подается команда на ее перекачку в сусловарочный котел.

Перед началом каждого цикла фильтрации дежурный оператор-технолог 8, ориентируясь на качество входного сырья, применяемого для данной варки, корректирует ожидаемые (прогнозируемые) параметры стандарта качества сусла в блоке 9 по специальному каналу 10.

В блок контроля качества 6 отфильтрованного сусла поступает информация о плотности отфильтрованного сусла и блоком сравнения 7 сопоставляется с промежуточными параметрами ожидаемого качества сусла 9. Резкое рассогласование (например, падение плотности до минимального уровня, что свидетельствует об исчерпании растворимых компонентов в составе дробины) инициирует по тревожному каналу рассогласования 12 команду центрального процессора 1 на блокировку процесса. Процесс фильтрации считают законченным, если показатели плотности раствора, поступившего в сусловарочный котел, приближены к идеальным (прогнозным) по составу входного зернового сырья. При этом информация с датчиков уровней жидкости (над фильтрационной решеткой и в накопителе), а также показатели плотности отфильтрованного раствора из блока контроля качества 6 поступают в блок 2 управления технологическим оборудованием (через блок коррекции 11) непрерывно и сопоставляются с регламентным режимом процесса фильтрации.

Примененная схема управления технологическим процессом соответствует управлению по типу «формальный нейрон с обратной связью», осуществляемому не только по технологическим параметрам процесса, но и по качественным параметрам промежуточного сырья (сусла). Способ подразумевает контроль качества проводить по динамике плотности отфильтрованного сусла (по его приближению к прогнозируемому, зависящему от состава входного зернового сырья) через блоки мониторинга качества, сравнения и коррекции.

Пример 3.

Расчет скорости и времени фильтрации. Исходные данные: на каждый 1,0 м фильтрующей поверхности фильтр-чана с горизонтальным расположением фильтрующих поверхностей при нормальном количестве отверстий приходится около 600 см2 живого сечения, через которые теоретически могло бы протечь 265 л/с. Опыт показывает, что в реальности через 1,25 м фильтрующей поверхности может протечь 0,1-0,2 л/с. На каждые 100 кг зернового сырья при приготовлении затора и промывки дробины при фильтрации необходимо затратить 727 л воды, при этом, если извлекаемость растворимых веществ не превысит 80%, то прогнозируемая экстрактивность отфильтрованного сусла составит 11%. При этом нерастворимая часть затора (отработанная дробина) составит около 20 кг, а количество требуемых промывных вод определяем автоматически по плотности отфильтрованного сусла (по формуле, приведенной выше).

Для очистки забившихся отверстий фильтрующих сит при обычной в практике использования чанов нагрузке на сита в 150 кг/м требуется соответствующее противодавление (не менее 150 Па), которое и создается энергией кавитации пузырьков азота или струями пара. При постоянной прочистке хотя бы 10% фильтрующей площади, обеспечивающих постоянное истечение жидкой части затора, скорость фильтрации неизбежно возрастает более чем в 10 раз и составит не менее 2 л/с на каждый квадратный метр живого сечения сит. При этом время фильтрации всей порции затора сократится до 18 минут. Скоростью фильтрации можно управлять, изменяя площадь одновременно продуваемых отверстий фильтрационных сит путем изменения траектории и скорости перемещения подаваемого газа/пара, а также согласуя давление струй с величиной загрузки затора на фильтрующие поверхности, т.е. при увеличении массы затора способ предусматривает увеличение давления подаваемого газа/пара, причем соответствующие номограммы заложены в программу управляющего процессора.

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый способ позволяет ликвидировать 25-30-минутные так называемые "фильтрационные паузы", предусмотренные по регламенту режима фильтрации, что резко сокращает длительность процесса фильтрации, а также применение кипящего слоя приводит к более полному выщелачиванию растворимых компонентов дробины и получению сусла с оптимально возможными показателями качества.

Для исключения отложения солей на электротенах парогенератора, что обычно усложняет работу установок дистилляции, способ предусматривает для приготовления пара использовать обессоленную воду, например, подаваемую через установку ЭО-250, обеспечивающую экономное электролитическое обессоливание потока жидкости.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2391388

patent-2391388.pdf

Класс C12C7/00 Приготовление сусла вообще

способ получения пивного сусла -  патент 2529714 (27.09.2014)
способ получения пивного сусла -  патент 2527070 (27.08.2014)
способ затирания -  патент 2524413 (27.07.2014)
способ пивоварения -  патент 2524118 (27.07.2014)
способ приготовления напитка, получаемого брожением -  патент 2495922 (20.10.2013)
способ производства светлого пива -  патент 2492218 (10.09.2013)
термитная смесь для формирования гранул, используемых для окислительного рафинирования железоуглеродистых сплавов -  патент 2480518 (27.04.2013)
способ фазоселективного экстрагирования пивного затора и установка для фазоселективного экстрагирования пивного затора -  патент 2477309 (10.03.2013)
способ пивоварения -  патент 2475526 (20.02.2013)
способ производства светлого пива "наbeerлин" -  патент 2441064 (27.01.2012)
Наверх