Аппаратурно технологической схемы минеральной воды с описанием. Технология розлива минеральных вод

Водкой называется крепкий алкогольный напиток, приготовленный смешиванием этилового ректификованного спирта и воды с последующей обработкой водно-спиртовой смеси.

Сорта водки отличаются друг от друга крепостью, т.е. содержанием этилового спирта, качеством применяемого сырого материала — ректификованного спирта и применяемых некоторых добавок (сахар, уксуснокислый натрий), вносимых для смягчения вкуса и улучшения запаха. 40%-ная водка готовится на спирте-ректификате, все остальные сорта водки — на спирте-ректификате высшей очистки. При приготовлении “московской особой” водки добавляют уксусную кислоту и двууглекислый натрий, из которых образуется уксуснокислый натрий; при приготовлении “столичной” водки вносят сахар.

Производство водки состоит из следующих операций: приемки спирта, подготовки (исправления) воды, приготовление водно-спиртовой смеси (сортировки), фильтрации водно-спиртовой смеси, обработки водно-спиртовой смеси активным углем и повторной фильтрации, доведения водки до стандартной крепости, розлива водки (рисунок 1).

Рисунок 1 — Схема производства водки

Приемка спирта

Спирт-ректификат принимают по объему, который измеряют коническими (от 250 до 1000 дал) и цилиндрическими (75 дал) мерниками. Одновременно с измерением объема измеряют и крепость спирта, как и в спиртовом производстве. Для приемки спирта на заводах оборудуют спиртоприемные отделения (цехи). Спирт из автоцистерн сливают через нижний штуцер по резиновому шлангу Из железнодорожных цистерн спирт сливают с помощью насоса или самотеком. Первым способом пользуются только в случае расположения приемных мерников выше уровня железнодорожных цистерн. При расположении приемных мерников ниже уровня железнодорожных цистерн спирт сливают с помощью сифонной установки (рисунок 2), состоящей из резинового гофрированного шланга, ручного насоса и воронки. Один конец трубы 1, снабженной трубчатым наконечником, погружают в в цистерну 2 до дна, а другой соединяют со сливной коммуникацией 3. Открывают краны 4 и 5 и при закрытых кранах 6 и 7 и всех кранах, соединяющих эту коммуникацию с коническим 8 и цилиндрическим 9 мерниками, при помощи насоса 10 или вакуума засасывают спирт из цистерны. Как только в сливной воронке 11 появится спирт, насос останавливают, открывают кран 7 и кран перед коническим мерником, в который должен поступать спирт.

Использование установки из трех мерников дает возможность оперативно производить приемку спирта с необходимыми замерами и расчетами. Во время заполнения одного из мерников, со второго спирт скачивают через приемную емкость 12 с помощью спиртового насоса 13 в цистерны спиртохранилища.

Рисунок 2 — Схема спиртоприемного отделения с сифонной установкой для слива спирта

Вода и ее подготовка

Вода должна удовлетворять требованиям питьевой воды, не содержать вредных примесей, должна быть бесцветной, прозрачной, без запаха и быть приятной на вкус. Общая жесткость воды не должна превышать 1,60483 мг-экв/л (4,5°) и временная — 0,35663 мг-экв/л (1 0). Если жесткость воды превышает установленные пределы, то ее исправляют, т.е. умягчают натрийкатионитовым или содово-известковым методом.

Содово-известковый метод применяется редко из-за значительного расхода реагентов и громоздкого оборудования. Натрийкатионитовый метод позволяет получать исправленную воду с минимальной жесткостью 0,07132-0,178-30 мг-экв/л (0,2-0,5°). Катионитовая установка проста по устройству, компактна и удобна в обслуживании. При поступлении воды с большой временной жесткостью применяют комбинированный способ. Обработку сначала ведут содо-известковым методом, а затем натрийкатионированием. Вместо комбинированного метода можно применять метод Na — Н-катионирования или, пользуясь только натрий катионитовым методом, производить нейтрализацию исправленной воды минеральными кислотами (HCl или H 2 SO 4).

Приготовление водно-спиртовой смеси

Приготовление сортировки производят следующим образом. В герметически закрытый чан, называемый сортировочным чаном, набирают из мерников рассчитанное количество спирта соответственно требуемой крепости сортировки, а затем добавляют воду до получения заданного объема сортировки. После добавления в чан воды производят тщательное перемешивание с помощью мешалки или способом перекачивания насосом, или барботированием сжатым воздухом (рисунок 3).

Воздух для перемешивания подается от компрессора или воздуходувки через лучевой барботер с отверстиями диаметром 1,5 мм. Расход воздуха около 1 м 3 на 1 м 2 поперечного сечения чана в минуту. Для улавливания спирта из воздуха, выходящего из сортировочных чанов, должны быть установлены спиртоловушки.

В спиртовом отделении выше чана-смесителя на площадке устанавливают конический и цилиндрический мерники, чанки возвратных продуктов, мерник умягченной воды, чанокдля раствора гидрокарбонатанатрия (соды), несколько ниже-насос (во взрывобезопасном исполнении) для перекачки сортировки в напорный чан перед фильтрами.

1 — мерник умягченной воды; 2 — чанок раствора соды; 3 — сборник возвратных продуктов; 4, 5 — мерники спирта; 6 — чан-смеситель; 7 — насос
Рисунок 3 — Схема приготовления сортировки периодическим способом

Известен способ непрерывного приготовления сортировки. Для этого используют смеситель, в который непрерывно через барботеры вводят воду и спирт при постоянной температуре и напоре, регулируя подачу с помощью кранов. Ниже приведена схема установки для непрерывного автоматизированного приготовления сортировки.

Спирт и умягченная вода соответственно из емкостей 1 и 2 поступают в напорные баки 3 и 4, снабженные поплавковыми регуляторами уровня (рисунок 4). Потоки спирта и воды измеряются стеклянными ротаметрами (типа Рс-2,5Ж и РС-4Ж), регулируются вентилями 23 и 25 и смешиваются в смесителе 9, снабженном коллектором 8, который служит для распределения воды. Соотношение потоков спирта и воды принимают таким, чтобы крепость сортировки после смесителя была на 0,5-1,5% об. выше 40%-ной (1:1,38-1,44). Окончательно ее доводят водой, поступающей из напорного бачка 4 через ротаметр 7 (РС-0.63Ж) и исполнительный механизм 16 в продуктовый трубопровод перед насосом 11. Контроль за работой насоса осуществляется с помощью технического мановакууметра 10, а производительность регулируется вентилем 29.

Для определения крепости сортировки и отработки соответствующего пневматического сигнала служит проточный пневматический датчик 14. Отбор сортировки на датчик после насоса производится вентилями 26 и 27 через фильтр-газоотделитель 13. Скорость протекания сортировки измеряется ротаметром 17. Отработанный датчиком плотности суммарный пневматический сигнал поступает в блок контроля и регулирования 15, состоящий из вторичного прибора и пропорционально-интегрального регулятора, и далее на исполнительный механизм 16.

Вторичный прибор снабжен кнопочным устройством для управления работой установки в ручном и автоматическом режиме.

1 — емкость спирта; 2 — емкость умягченной воды; 3 — напорный бак с регулятором уровня спирта; 4 — напорный бак с регулятором уровня воды; 5 — расходомер спирта; 6 — расходомер воды; 7 — расходомер добавочный воды; 8 — коллектор; 9 — смеситель; 10 — мановакуумметр; 11 — центробежный насос; 12, 34, 35 — манометр; 13 — фильтр-газоотделитель; 14 — датчик плотности; 15 — блок контроля и регулирования плотности; 16 — пневматический исполнительный механизм; 17 — расходомер раствора, отбираемого на датчик; 18, 30, 33 — вентили запорные и регулирующие; 19, 20, 21, 22 — запорные вентили; 23, 24, 25 — вентили, регулирующие расход компонентов; 26-29 — вентили, регулирующие отбор газа из сортировки и подачи ее на датчик плотности; 31 — панель дистанционного управления; 32 — фильтр для очистки воздуха.
Рисунок 4 — Схема непрерывно действующей установки для приготовления сортировок

При возникновении разбалансировки между текущим значением плотности и заданным регулятор блока 15 изменяет выходной пневматический сигнал, обеспечивающий соответствующее изменение положения клапана в исполнительном механизме в сторону выравнивания получаемой крепости с заданной.

Установка для непрерывного приготовления сортировки полностью герметизирована, что снижает потери спирта по сравнению с периодическим способом на 0,03%. Ее компактность позволяет снизить производственную площадь.

Расчет количества спирта и воды для приготовления водно-спиртовой смеси

Количество спирта, необходимое для приготовления сортировки, рассчитывают по формуле:

V сп и V сорт — соответственно объемы спирта и сортировки;
а сп и а сорт — крепости спирта и сортировки

Фильтрация водно-спиртовой смеси

Для освобождения от взвешенных частиц водно-спиртовую смесь фильтруют два раза: до обработки и после обработки активным углем.

В качестве фильтрующего материала используют кварцевый песок. Фильтрацию производят под давлением столба жидкости с помощью песочных фильтров, в которых на сетчатой перегородке, покрытой фильтрующей тканью из фланели или сукна, помещают кварцевый песок.

Фильтрация водно-спиртовой смеси происходит под давлением столба жидкости, сортировка поступает на фильтр самотеком из напорного бака, распложенного выше фильтров. По мере увеличения количества профильтрованной жидкости высота слоя осадка на фильтрующем материале увеличивается. Увеличивается сопротивление потоку и снижается скорость фильтрации. Для устранения этого фильтр периодически очищают. Фильтрацию водно-спиртовой смеси через кварцевый песок производят на песочных фильтрах (рисунок 5).

1 — корпус; 2 — днище; 3 — крышка; 4 — штуцер подачи; 5 — патрубок выхода; 6 — фонарь; 7 — кран — воздушник; 8 — штуцер спуска
Рисунок 5 — Песочный фильтр с контрольным фонарем

Песочный фильтр изготавливают из листовой меди в виде цилиндрического корпуса 1, луженного внутри, со сферическими днищем 2 и съемной крышкой 3, прикрепленной к фланцу корпуса болтами. Высота фильтра 1100 мм, диаметр 700 мм. С помощью двух съемных луженых перфорированных дисков, покоящихся на прикрепленных к корпусу кольцах, фильтр разделен на три камеры: верхняя и нижняя камеры свободные, средняя заполнена кварцевым песком в два слоя общей высотой 700 мм. В нижнем слое зерна имеют размер от 1 до 3,5 мм, в верхнем — 3,5-5 мм. Перед заполнением песком на нижний диск кладут медный луженый или деревянный обруч, обтянутый фланелью или шинельным сукном. Такие же обручи размещают между слоями песка и над верхним диском. Зазоры между обручами и корпусом фильтра забивают ватным жгутом.

Подлежащая фильтрации сортировка поступает по штуцеру 4 с краном, проходит фильтрующую камеру и по патрубку 5 отводится на обработку активным углем.

Песочные фильтры для фильтрации водки отличаются тем, чтизготавливаются из нержавеющей стали, снабжены ротаметром и стеклянным фонарем 6 на выходной трубе. Ротаметром контролируют скорость фильтрации, посредством фонаря — прозрачность водки.

Первые, мутные порции фильтрата возвращают в чан-смеситель. После получения чистого фильтрата фильтрацию ведут со скоростью 0,77 м/ч (30 дал/ч), регулируя ее плавным поворотом наполнительного крана.

После работы фильтра 20-30 сут (скорость при открытом кране становится малой) его выключают для перезарядки.

Известно несколько типов песочных фильтров, которые широко применяются для фильтрации сортировок в ликеро-водочной промышленности. Они разделяются по конструкции на однопоточные и двухпоточные.

В однопоточных песочных фильтрах сортировка подается сверху, а отводится снизу (рисунок 6). Двухпоточный песочный фильтр (рисунок 7) дополнительно снабжен трубчатым дренажным устройством, трубы которого обвернуты мелкой сеткой с отверстием 0,2-,03 мм. Нижний слой песка с зернами 2-3 мм имеет высоту 50 мм, средний с размером зерен 1,5-2 мм — ту же высоту и верхний с зернами размером 0,5-1 мм -высоту 400-600 мм. Дренажное устройство находится посредине этого слоя песка. Сортировка поступает в фильтр снизу и сверху и выводится через дренажную систему. Поток сортировки, идущий снизу, фильтруется сначала через крупные, затем через средние и, наконец через мелкие зерна песка. Верхний поток сортировки фильтруется только через мелкие зерна.

1 — корпус; 2 — штуцер подачи с распределительным устройством; 3 — штуцер отвода; 4 — дренажное устройство; 5 — распределительное устройство; 6 — перегородка; 7 — верхний слой песка; 8 — средний слой; 9 — нижний слой
Рисунок 6 — Однопоточный песочный фильтр 1 — корпус; 2 — распределительные устройства; 3 — перегородка; 4 — выводной патрубок; 5 — окно; 6 — дренажное устройство; 7 — верхний слой; 8 — средний слой; 9 — нижний слой
Рисунок 7 — Двухпоточный песочный фильтр

Регенерация песка в однопоточных и двухпоточных фильтрах ведется обратным током воды: сортировки при предварительной фильтрации, водки — при окончательной фильтрации в течение 10-12 мин.

Применяются также керамические фильтры, фильтрующим органом в которых является керамические плитки. Регенерацию керамических плиток производят обработкой соляной кислотой и прокаливанием в муфельной печи при 500-600°С.

Обработка водно-спиртовой смеси активным углем

Для удаления из сортировки примесей, придающих ей неприятный вкус и запах, ее обрабатывают активным углем марки БАУ. Кроме адсорбирования некоторых примесей, активный уголь катализирует реакции окисления спирта и его примесей с образованием органических кислот и их последующую этерификацию, т.е. образование сложных эфиров. Активный уголь загружается в колонки, изготовленные из меди или нержавеющей стали. Сортировку фильтруют снизу вверх через последовательно соединенные угольные колонки.

Регенерация отработанного активного угля

Примеси спирта и воды по мере проведения фильтрации, накапливаясь в порах угля, снижают его поглотительную активность. Колонки обычно пропускают от 15000 до 100000 дал сортировки и более. Периодически необходимо восстанавливать адсорбционную и каталитическую способности отработанного угля. Для этого отработанный уголь регенерируют в колонке водяным паром при 110-130°С. В результате обработки примеси, поглощенные углем, отгоняются.

Фильтрация водки

После обработки активным углем водку фильтруют для отделения мельчайших примесей и получения прозрачного продукта с кристальным блеском. Фильтрацию водки производят в песочных или керамических фильтрах. В последних фильтрующей перегородкой служат керамические плитки с размерами пор 40μ.

Доведение водки до требуемой крепости

Профильтрованная водка поступает в доводные чаны, где ее перемешивают и проверяют крепость. При отклонении крепости водки от стандартной ее доводят до требуемой добавлением спирта или воды. После этого водку направляют на розлив.

В данном курсовом проекте необходимо подобрать линии для розлива пива в кеги, стеклянные бутылки и ПЭТ тару. Исходя из этого, рассмотрим принцип работы существующих автоматических линий розлива.

Розлив пива в бутылки

Технологически процесс розлива пива в оборотную стеклобутылку делится на следующие фазы:

1. Аппарат для выемки бутылок из ящика.

2. Подача пустых бутылок по конвейеру на бутылкомоечную машину

3. Мойка в двух погружных ваннах, шприцевание горячей водой, многократная обработка в щелочной ванне, во время которой удаляются мельчайшие частички грязи и этикетка и многократное шприцевание при постепенно снижающейся температуре

4. Подача бутылок на инспекционную машину

5. Транспортировка тары в машину розлива

6. Последовательная вакуумизация и наполнение бутылок СО2 для устранения из них кислорода

7. Наполнение банок пастеризованным пивом (как вариант - последующая пастеризация пива проходит уже в запечатанной бутылке) и укупорка бутылки кроненпробкой

8. Бракераж

9. Нанесение этикетки с информацией о дате розлива и сроке употребления

10. Упаковка бутылок в ящики

Таким образом, автоматическая линия розлива пива в бутылки состоит из автомата для выемки бутылок из ящиков, бутылкомоечной машины, разливочного автомата, укупорочного, бракеражного, этикетировочного автоматов и автомата для укладки бутылок в ящики.

Для изобарического фасования и укупорки бутылок применяют агрегаты производительностью 3, 6, 12, 24 тыс. бутылок в час. Их принципиальное отличие состоит только в производительности оборудования, а в остальном они абсолютно идентичны.

Технологически процесс розлива пива в фирменную стеклобутылку делится на следующие фазы:

1 Аппарат для выемки бутылок из специальных коробок.

2 Подача пустых бутылок по конвейеру на ополаскиватель.

3 Ополаскиватель (он используется вместо бутылкомоечной машины так как бутылки новые они не нуждаются в мойке).

4 Подача бутылок на инспекционную машину

5 Транспортировка тары в машину розлива

6 Последовательная вакуумизация и наполнение бутылок СО2 для устранения из них кислорода

7 Наполнение бутылок пастеризованным пивом (как вариант - последующая пастеризация пива проходит уже в запечатанной бутылке)

8 Укупорка бутылки кроненпробкой

9 Нанесение этикетки с информацией о дате розлива и сроке употребления

10. Укладка бутылок на картон

11. Пакетоформирующий аппарат.

Для мойки бутылок применяют физико-механические и физико-химические способы. Моечные машины по способу мойки подразделяются на шприцевые, отмочно-шприцевые и отмочно-шприцевые с обработкой ершами и щетками. В основном эксплуатируются автоматические бесцепные конвейерные отмочно-шприцевые машины.

Чистую бутылку отправляют на разливочный автомат, где вначале бутылку наполняют сжатым воздухом, очищенным на обеспложивающем фильтре, создают давление, равное тому, под которым находиться разливаемое пиво. Далее бутылки заполняются пивом до определенного уровня по высоте, без точной дозировки по объему. При этом пиво вытесняет из бутылки воздух. Наливают пиво в бутылки коричневого и зеленого цвета. Температура пива должна быть не выше 3?С. Для розлива пива в бутылки применяют изобарические автоматы непрерывного действия ротационного типа производительностью от 1500 до 48000 бутылок в час.

Пиво, разливаемое в бутылки вместимостью 0,5л, укупоривают металлическими кроненпробками. Для укупорки бутылок применяют автоматы, основным узлом которых являются головки с укупорочными патронами.

Вымытые бутылки перед розливом и укупоренные бутылки с пивом перед наклеиванием этикеток подвергают визуальному осмотру на световых экранах и бракеражных автоматах с целью установления герметичности укупоривания, прозрачности, наличия посторонних включений, определения полноты налива.

Укупоренные проинспектированные бутылки поступают к этикетировочному автомату для наклейки этикеток.

Автомат имеет механизм блокировки «Нет этикетки -- нет клея» и блокировку «Нет бутылки -- нет этикетки».

Полностью оформленные бутылки укладывают в ящики с помощью автомата типа И2- АУА. Движущиеся по конвейеру бутылки поступают на стол автомата и направляющими разделяются на ряды. Когда под головкой с захватами станет нужное количество бутылок, срабатывает блокировка, головка захватывает бутылки и перемещает к пустому ящику, останавливается и опускает бутылки в ящик. Проведя укладку, головка поднимается и перемещается к столу.

Бутылки с пивом в ящиках отправляют на экспедицию, где оно храниться при температуре не выше 12?С.

При мойке бутылок, фасовании и укупорке бой стеклянных бутылок составляет около 2% от их количества. При хранении и транспортировании пустых стеклянных бутылок до мойки бой составляет 0,8% от их количества.

Основные требования к процессу розлива в бутылки: герметичность установки во избежание утечек диоксида углерода и окисления пива кислородом воздуха; создание изотермических и изобарических условий; Обеспечение полноты налива и минимального боя бутылок.

Розлив пива в ПЭТ

Розлив пива в ПЭТ-бутылку делится на следующие фазы:

1 Подогрев преформ в печи.

2 Выдув бутылок из преформ.

3 Ориентатор для бутылок направляет их в ополаскиватель

4 Чистые бутылки проходят ультрафиолетовый экран

5 Транспортировка пустых ПЭТ-бутылок в машину розлива, продувка бутылок СО2 для устранения из них кислорода, наполнение ПЭТ-тары пастеризованным пивом, укупорка бутылки винтовым колпачком.

6 Нанесение этикетки с информацией о дате розлива и сроке употребления

7 Упаковка бутылок термоусадочной пленкой в блоки

Процесс выдува бутылок из преформ также может производиться непосредственно в цеху, что уменьшает расходы на транспортировку и хранение пустых ПЭТ бутылок и, следовательно, является значительным преимуществом.

Автоматическая линия розлива состоит из печи для подогрева преформ, пластинчатого транспортера, автомата для выдува ПЭТ, ориентатора для бутылок, ополаскивателя бутылок, ультрафиолетового экрана, разливочно-укупорочного автомата к которому подсоединен механизм подачи и ориентировки пробок, машина для визуального контроля, этикетировочного автомата, упаковочного автомата.

При розливе приходится учитывать то, что толщина стенок обычной ПЭТ-бутылки весьма неравномерна - пластик толстый на донышке и у горлышка, тонкий на боковых стенках. По стандарту даже в наиболее тонком месте ПЭТ-бутылка должна выдерживать внутреннее давление пива в 8 бар.

Одноразовая ПЭТ-бутылка нежесткая, поэтому нельзя допускать, чтобы наливное устройство опускалось на нее сверху и плотно прижимало горлышко, как это делается со стеклотарой. Бутылка просто деформируется от дополнительной нагрузки и требуемая герметичность соединения все равно не будет достигнута. По современной технологии все происходит "наоборот" - ПЭТ-бутылка плотно прижимается к наливному устройству. Делается это с помощью специального подъемного кольца, которым она подхватывается за относительно жесткую горловину.

При розливе пива в ПЭТ стандартно используется метод противодавления, но объем разливаемого пива более часто отмеряется по объему, а не уровню. Важное значение придается быстрой и качественной укупорке бутылки.

Машины разных фирм разнятся между собой по конструкции, компоновке узлов, степени применения оригинальных разработок и "ноу-хау". Но при этом существенной разницы в оборудовании для розлива в ПЭТ и стекло нет. Рассмотрим вместе линии для розлива в ПЭТ и стеклобутылку, классифицировав их по производительности.

1. Малопроизводительная техника, требующая большой доли ручного труда.

Такие машины просты в обращении и обслуживании, легко монтируются. Но дешевизна и простота "уравновешиваются" серьезными минусами: отсутствием надежной санитарии, невысоким качеством розлива и укупорки.

2. Автоматические линии розлива мощностью:

а) от 800 до 20000 стеклобутылок (0,5л) или от 1000 до 6000 ПЭТ-бутылок (1,5л) в час.

Машины подобной мощности являются наиболее массовым сегментом, как продажи, так и производства. Вмешательства человека требуют только при наладке, профилактическом обслуживании, ремонте и непредвиденных сбоях. Уровень санитарии, розлив, укупорка соответствует современным нормам.

б) более 20 тысяч стеклобутылок или 6000 ПЭТ-бутылок в час.

Это наиболее сложное, дорогое и совершенное оборудование, которое под силу производить только считанным компаниям. Как правило, включает в себя все наиболее современные и перспективные наработки, как то: различного рода сенсорные системы, газоанализаторы, электронные системы управления и т.д.

Бутылки с напитками, уложенные в ящики или упакованные в термоусадочную пленку, передают в склад готовой продукции, который должен вмещать не менее двухсуточной выработки продукции.

Розлив пива в кеги

Автоматическая линия состоит из пастеризатора, аппарата внешней мойки кег, транспортера, блока внутренней мойки и наполнения, интеллектуального счетчика,весы для кег.

Первичной стадией обработки кегов является наружная мойка. Она осуществляется в тоннелях, оснащенных форсунками подачи воды или моющих растворов под давлением. В усиленном исполнении машины наружной мойки оборудуются системами форсунок высокого давления или станциями обработки щетками. Во всех случаях завершающей фазой наружной мойки является ополаскивание кегов свежей водой.

Далее кеги поступают на внутреннюю мойку (на автономных агрегатах или моноблоках), технологическая цепочка которой предусматривает последовательное выполнение следующих операций: вымывание остатков пива из кегов холодной водой, отмачивание "проблемных" поверхностей внутри кега щелочным раствором, интенсивную мойку щелочным и кислотным растворами, финальную мойку горячей водой, стерилизацию кега паром, предварительное шпунтование кегов углекислым газом.

После завершения санитарной обработки кегов они подаются на розлив. Заполнение кегов пивом основано на традиционном принципе противодавления, предполагающем дополнительное шпунтование кегов углекислым газом, с тем, чтобы в начальный момент розлива обеспечить одинаковым давление подачи пива и давление углекислого газа в кеге.

Машины для розлива пива в кеги можно классифицировать таким образом:

1. Машины с одной заправочной операционной головкой.

Производительность этих машин 10-20 кегов в час.

Вследствие большой нагрузки головка быстро изнашивается. Кроме того, имеется потенциальный риск попадания остатков моющих растворов в пиво. Поэтому такие машины рекомендуется применять либо для работы с небольшим количеством кегов, либо для отдельных одиночных операций (например, санитации).

2. Машины с двумя операционными головками.

Их производительность, как правило, составляет 30-35 кегов в час. Одна операционная головка предназначается для санитации, а вторая - для заправки пивом.

Это уже полноценные машины, которые выполняют весь комплекс операций. Многие, в т.ч. и крупные, заводы постсоветского пространства как минимум начинали с таких машин и только по достижению определенного уровня продаж переходили к более сложной технике.

3. Машины с 3-мя головками и больше.

С ростом количества операционных головок растет производительность. Перед производителем встает необходимость привязки машины к конкретному заводу, конкретному помещению, наличие необходимых инженерных коммуникаций и т.д. В каждом конкретном случае огромную роль играет инженерное решение по размещению этой техники, конструкторская мысль.

Описание технологической схемы розлива пива

Технологическая схема розлива пива в стеклянные бутылки.

Линия начинается с подвоза пакетов с ящиками, в которых находятся бутылки, к пакеторасформировывающему автомату (поз.2) электропогрузчиком (поз.1). С пакеторасформировочного автомата ящики поступают на автомат для извлечения бутылок из ящиков (поз.3). Извлеченные бутылки по пластинчатому транспортеру(поз.33) поступают на бутыломоечную машину (поз4), где происходит мойка и шприцевание бутылок. Затем бутылки проходят световой экран (поз.5), для окончательного контроля вымытых бутылок. Прошедшие водную обработку бутылки, поступают на розливо-укупорочный автомат (поз.6). Для повышения стойкости пива, после их розлива, бутылки направляют на пастеризацию. Пастеризацию проводят в туннельном пастеризаторе (поз.7). После пастеризации бутылки проходят бракеражный автомат (поз.8), для проверки продукции на наличие брака. Прошедшая бракераж продукция поступает на этикетировочный аппарат (поз.9). Затем через интелектувльный счетчик (поз.11) бутылки поступают на аппарат для укладки бутылок в ящики (поз.12). Ящики подаются после ящикомоечной машины(поз.10) направляются на пакетоформирующий автомат (поз.13). И готовая продукция направляется электропогрузчиком (поз.1) в склады готовой продукции.

Технологическая схема розлива в ПЭТ-бутылки.

На завод ПЭТ-бутылки поступают в виде преформ. Далее преформы вручную подаются в печь для разогрева (поз.14). Затем разогретые преформы по пластинчатому транспортеру(поз.19) поступают в аппарат для выдува преформ(поз.16). После этого бутылки попадают на ориентатор(поз. 25), а затем в ополаскиватель для бутылок (поз. 22). Затем бутылки попадают на УФ экран(поз. 38), а потом в разливо-укупорочный автомат (поз.16). Так как в разливочно-укупорочном автомате происходит и розлив, и укупорка, то к автомату подведен транспортер подачи пробок (поз.17). Готовая продукция поступает на этикетировочный автомат (поз.20). Готовые ПЭТ-бутылки поступают на упаковочный автомат (поз.21). Далее через интеллектуальный счетчик(поз.11) упакованные ПЭТ-бутылки электропогрузчиком (1) направляют в склады готовой продукции.

Технологическая схема розлива пива в кеги.

Со склада тары пустые кеги по транспортеру(поз.34) поступают на аппарат внешней мойки кег (поз.35) для удаления грязи. Затем с аппарата внешней мойки кеги поступают в блок внутренней мойки и наполнения (поз.36). Готовые кеги через интеллектуальный счетчик(поз.11) для контроля наполнения поступают на автоматические весы (поз37).

Технологическая схема розлива пива в бутылки.

Линия начинается с подвоза ящиков с бутылками к пакеторасформировочному автомату штабелеукладчиком. С пакеторасформировочного автомата ящики поступают на автомат для извлечения бутылок из ящиков. Извлеченные бутылки поступают на бутыломоечную машину, где происходит мойка и шприцевание бутылок. Затем бутылки проходят световой экран, для окончательного контроля вымытых бутылок. Прошедшие водную обработку бутылки, поступают на розливо-укупорочный автомат. Для повышения стойкости пива, после их розлива, бутылки направляют на пастеризацию. Пастеризацию проводят в туннельном пастеризаторе. После пастеризации бутылки проходят бракеражный автомат, для проверки продукции на наличие брака. Прошедшая бракераж продукция поступает на этикетировочный аппарат. Затем бутылки поступают на аппарат для укладки бутылок в ящики. При розливе пива производительностью 12000бут/час после укладки бутылок в ящики далее следует упаковка в термоусадочную пленку.

Технологическая схема розлива в ПЭТ-бутылки.

На завод ПЭТ-бутылки поступают в виде перформ.). Далее перформы вручную подаются в автоматическую выдувную машину. Затем разогретые перформы по пластинчатому транспортеру поступают на ополаскивающую машину где перформы ополаскиваются. С ополаскивающей машине бутылки поступают в хаотическом порядке, для расстановки их в ряд бутылки проходят фасовочную машину. Выстроенные ПЭТ-бутылки в ряд поступают на укупорку к автомату подведен транспортер подачи пробок. Готовая продукция поступает на этикетировочный автомат. Готовые ПЭТ-бутылки поступают на упаковочную линию. И далее упакованные ПЭТ-бутылки штабелеукладчиком направляют в склады готовой продукции.

Технологическая схема розлива пива в кеги.

Со склада тары пустые кеги по транспортеру поступают на аппарат внешней мойки кег для удаления грязи. Затем с аппарата внешней мойки кеги поступают в блок внутренней мойки и наполнения. Готовые кеги для контроля наполнения поступают на автоматические весы.

2 Расчет продуктов пивоваренного производства

Таблица 1 – Ассортимент продукции

Таблица 2 – Распределение пива по сортам и по видам тары

	В бутылки
Березина
Слуцкое особ.
Жигулевское особое
Бобруйское темн

Расчет продуктов проводим на 100 кг зернопродуктов расходуемых для каждого наименования пива с последующим пересчетом на 1 дал и годовой выпуск продукции.

Производство водки включает подготовку воды, приготовление водно-спиртовой смеси, фильтрацию водно-спиртовой смеси, обработку водно-спиртовой смеси активным углем, фильтрацию водки и доведение ее до стандартной крепости, подготовку посуды и розлив. Аппаратурно-технологическая схема полунепрерывного производства водки представлена на рис. 1.

Подготовка воды. Ликерно-водочные заводы используют воду городских водоканалов и артезианских скважин. В алкогольных напитках содержится до 85% воды, поэтому качество готовой продукции в значительной степени определяется органическими и минеральными примесями воды. Наибольшее значение придают жесткости, которая зависит от содержания в воде гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов и других солей кальция и магния.

При смешивании спирта с водой растворимость солей кальция и магния понижается. Особенно плохо растворяется в водно-спиртовых смесях гидрокарбонат кальция - Са(НС0 3) 2 .

Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема полунепрерывного производства водки:

1 - солерастворитель; 2 - ионнообменный реактор; 3 - мерник умягченной воды; 4, 5 - мерники спирта; в - смеситель; 7 - насос; 8 - напорный резервуар для водно-спиртовой смеси; 9 - однопоточный песочный фильтр для предварительной фильтрации; 10 - реактор-адсорбер; 11 - однопоточный фильтр для окончательной фильтрации; 12 - расходомер; 13 - сборник готовой продукции; 14 - теплообменник; 15 - ловушка-адсорбер; Б - поваренная соль; В -вода; Г -водка; Е - воздух; К - канализация; Я-исправимый водочный брак для повторного использования; О - конденсат спиртовых паров (спиртовые отгоны); П -пар; Р - дополнительное сырье; С - спирт.

В водках, приготовленных на жесткой воде, выпадает осадок, в состав которого входит главным образом карбонат кальция - СаСО 3 . Образование осадка приводит к потере товарного вида готовой продукции и значительно удорожает подготовку стеклянной тары при повторном ее использовании, поэтому напитки готовят на воде с жесткостью до 1,6 мг*экв/л.

Большое влияние на показатели качества воды оказывают примеси, находящиеся в концентрациях, превышающих пороговые, т. е. минимально ощутимые. Так, катионы магния сообщают воде горьковатый привкус, железа - железистый, а меди - металлический. Газы аммиак и сероводород обусловливают характерный неприятный вкус и запах воды. В воде могут содержаться песок и глина. Эти взвеси ухудшают ее прозрачность и засоряют трубопроводы. В весенне-летний период в воде повышается содержание кремниевой и гуминовой кислот, которые находятся в тонкодисперсном состоянии (размер частиц 1*10 -5 -1*10 -6 мм ) и образуют устойчивые, плохо осветляемые растворы. Из такой воды нельзя получить водку высокого качества.

К технологической воде в ликерно- водочном производстве предъявляют очень высокие требования. Исходную воду подрабатывают с целью ее очистки и умягчения до 0,35 мг*экв/л. В практике заводов применяют следующие способы подготовки воды: осветление, умягчение и дезодорацию.

Осветлением называют процесс выделения из воды различных твердых частиц. Грубодисперсные взвеси - песок и глину - обычно удаляют фильтрацией через фильтры, заполненные

слоем кварцевого песка. Тонкодисперсные взвеси - гумми-вещества и кремниевую кислоту удаляют коагуляцией с последующей фильтрацией воды через песочные фильтры. Коагуляция - процесс укрупнения частиц дисперсной системы вследствие их взаимного слипания. Для укрупнения частиц, несущих отрицательный заряд, в воду задают специальные вещества - коагулянты, нейтрализующие заряд взвесей или понижающие его до критического значения. При этом укрупненные частицы оседают в виде хлопьев и вода осветляется.

В качестве коагулянтов применяют, сульфат алюминия или сульфат железа из расчета 50-100 г на 1 л воды.

Умягчение - удаление из воды катионов кальция и магния, обусловливающих ее жесткость. Наиболее распространен в промышленности ионнообменный способ умягчения воды. Он основан на способности некоторых практически нерастворимых в воде органических или неорганических веществ, называемых катионитами, обменивать катион Na+ своих активных групп на катионы Са 2+ и Mg 2+ , содержащиеся в воде. Умягчаемую воду пропускают через слой катионита. Реакции ионного обмена обратимы и для катионита в Na-форме представлены в следующем виде:

Умягчающая способность катионита постепенно истощается. Ее восстанавливают регенерацией раствором поваренной соли. При регенерации реакция ионного обмена смещается справа налево.

Воду умягчают в установке, главным элементом которой является ионнообменный реактор, 2 (рис. 1). Реактор представляет собой цилиндрический сосуд. На бетонной подушке реактора расположено дренажное устройство для равномерного отвода умягченной воды и солевого раствора при регенерации катионита; оно используется также для подвода воды при взрыхлении. На бетонную подушку насыпан слой песка, служащий для предотвращения уноса катионита в дренажную систему. На песок насыпан катионит слоем 1,5 м. В качестве катионита применяют сульфоуголь или синтетическую смолу КУ-2-8чС, превышающую по обменной способности сульфоуголь в три раза.

Реактор работает под давлением до 0,5 МПа, имеет диаметр 0,7-1,0 м, высоту 3,2-3,6 м.

Полный цикл работы установки включает умягчение воды, промывку, взрыхление, регенерацию и отмывку водой катионита. Неумягченная вода поступает в реактор сверху вниз, проходит через катионит со средней линейной скоростью 15 м/ч и направляется в сборник-мерник умягченной воды 3 (рис. 1). Когда жесткость воды в сборнике увеличится до 0,1 мг-экв/л, умягчение прекращают и приступают к промывке катионита водой снизу вверх. После промывки восстанавливают обменную способность катионита 10%-ным раствором соли, непрерывно поступающей из солерастворителя. Далее катионит отмывают от следов соли и приступают вновь к умягчению воды.

Длительность цикла зависит от жесткости исходной воды и обменной способности катионита; она обычно находится в пределах от 12 до 48 ч.

Цель дезодорации - устранить из воды неприятные запахи и привкусы, обусловленные небольшим количеством примесей органического происхождения. Для этого используют химические и физико-химические методы обработки воды. Г. И. Фертман и Б. П. Луцкая рекомендуют дезодорировать воду для алкогольных напитков с помощью древесного активного угля или ионнообменной смолы - макропористого анионита АВ-22.

Приготовление водно-спиртовой смеси. Для приготовления водки спирт смешивают с очищенной и умягченной водой. Водно-спиртовая смесь называется сортировкой. В сортировку добавляют также вспомогательное сырье. Например, на 1000 дал водки «Экстра» вносят 25 кг сахара и до 10 г дихромата калия.

Водно-спиртовые смеси готовят периодическим и непрерывным способами. При периодическом способе применяют стальные смесители d: Н = 1: 1,2; V=3-12 м 3 . Приготовление сортировки длится примерно 1,5 ч. Вначале в смеситель из мерников задают расчетное количество спирта, а затем воду. Смесь перемешивают центробежным насосом или сжатым воздухом в течение 5-20 мин, а затем корректируют ее крепость добавлением воды или спирта.

После добавки водных растворов вкусовых веществ смесь вновь перемешивают и перекачивают насосом в напорные резервуары. Воздух, содержащий пары спирта, направляют в ловушку-адсорбер.

Рис. 2. Схема установки для непрерывного приготовления водно-спиртовой смеси:

1 - сборник-мерник спирта; 2- сборник-мерник воды; 3,4- регуляторы напора спирта и воды соответственно; 5 - расходомер спирта; 6 - расходомер основного потока воды; 7- расходомер дополнительного потока воды; 8 - смеситель; 9- насос; 10- вентиль; 11- воздухоотделитель; 12 - отборное устройство для регистрации давления; 13 - преобразователь температуры; 14 - преобразователь плотности; 15 - регулятор плотности водно-спиртовой смеси с коррекцией по температуре; 16 - исполнительный механизм; Б- водно-спиртовая смесь; В - умягченная вода; Г - воздух; С - спирт.

Cxeмa установки для непрерывного приготовления однородной по составу водно-спиртовой смеси представлена на рис. 2. Установка оборудована приборами для автоматического контроля и регулирования концентрации спирта в смеси с точностью +0,1% об. от номинальной. Работа установки состоит в следующем. Спирт и вода в соотношении 1:1, 38+1,44 через регуляторы напора и расходомеры соответственно поступают в двухступенчатый смеситель проточного типа. Такое соотношение потоков позволяет получить крепость сортировки выше номинальной на 0,5+1,5%. При выходе из смесителя сортировка засасывается и дополнительно перемешивается центробежным насосом, работа которого контролируется мановакуумметрами, а производительность регулируется вентилем.

Автоматическое устройство обеспечивает подачу дополнительного количества воды для получения номинальной крепости сортировки. Растворы вспомогательного сырья дозируют через особые мерники.

Приготовленная сортировка через воздухоотделитель далее направляется на фильтрацию.
Описанный способ позволяет при производительности установки 3- 5 м 3 /ч обеспечить стабильность крепости сортировки, снизить потери спирта и высвободить производственные площади.

Фильтрация водно-спиртовой смеси. Водно-спиртовую смесь фильтруют на типовых песочных фильтрах цилиндрической формы (d=0,7 м, Н = 1,1 м). Фильтры загружают двумя слоями мелкого и крупного песка и оборудуют прокладками из фланели или сукна. Сортировка поступает непрерывно и проходит через фильтр сверху вниз с линейной скоростью 0,77 м/ч. После фильтров смесь направляется в угольные реакторы. При снижении скорости фильтрации производят регенерацию песка промыванием его водой и слабым раствором соляной кислоты в специальных пескомоечных машинах.

Фильтр работает без перезарядки около месяца.

На ликерно-водочных заводах применяются также высокопроизводительные одно- и двухпоточные фильтры, представляющие собой модернизированные типовые фильтры. В них нет матерчатых прокладок, песок строго уложен по фракциям. Фильтры оборудованы коллекторами для равномерного поступления исходной сортировки в один или два потока. Вывод профильтрованной смеси осуществляется через дренажные перфорированные устройства. Песок регенерируют в течение 10 мин обратным током водно-спиртовой смеси без вскрытия фильтра. Скорость фильтрации смеси на двухпоточном фильтре возрастает до 7,0 м 3 /ч, а продолжительность непрерывной работы до 8 мес.

Производительность такого фильтра почти в 10 раз выше, чем типового, она равна 2,5-3 м 3 /ч.

Обработка водно-спиртовых смесей активным углем. В ликерно-водочном производстве применяют березовый активный уголь марки БАУ (ГОСТ 6217-52). Величина зерен такого угля от 1 до 5,0 мм. В угле содержится адсорбированный кислород и окислы некоторых металлов, поэтому при обработке сортировки углем происходят как сорбционные, так и окислительные процессы. В результате этих процессов, изменяется химический состав сортировки и улучшаются органолептические показатели.

Обработку сортировки активным углем осуществляют непрерывно двумя способами: динамическим и в «псевдокипящем» слое сорбента. В первом случае водно-спиртовую смесь пропускают через реактор колонного типа (d = 0,7 м, Н = 4,3 м), заполненный активным углем, высота слоя которого равна 4,0 м. Во втором - с целью оптимизации окислительных и сорбционных: процессов и снижения удельного расхода угля сортировку пропускают через систему реакторов, в которых создан турбулентный режим движения- потока.

Интенсивность потока смеси выше критической- 5-8 л/(м2-с), что обеспечивает переход неподвижного слоя" угля во взвешенное состояние и значительно повышает производительность- установки.

Установка для обработки сортировки активным углем в динамическом" режиме (рис. 3) состоит из реактора, песочных фильтров и теплообменника. Технология обработки заключается в следующем. Профильтрованная водно-спиртовая смесь непрерывно поступает в реактор снизу и проходит слой угля с различной скоростью в зависимости от сорта водки и степени использования угля.

При использовании свежего адсорбента скорость обработки сортировки" водки «Экстра» - 0,3 м 3 /ч, а «Водки» - 0,6 м 3 /ч. Смесь выводится из реактора сверху и направляется для окончательной фильтрации в песочный фильтр.

В процессе эксплуатации реактора активность угля истощается, поэтому скорость прохождения смеси постепенно снижают, но не меньше чем до- 0,05 м 3 /ч. Контролируют работу реактора по разности во времени раскисления перманганата калия сортировкой до и после обработки ее углем. Если эта разность будет меньше 2,5 мин, фильтр отключают на регенерацию..
Длительность межрегенерационного периода составляет от 1 до 5 мес. Перед регенерацией реактор освобождают от водно-спиртовой смеси. Уголь регенерируют паром в течение 6 ч при давлении 0,07 МПа и температуре 115°С. Образовавшиеся водно-спиртовые пары поступают в теплообменник. Полученный конденсат паров крепостью 55% об. направляют на денатурацию или ректификацию.

Для снижения потерь спирта вытесняемый из аппаратов воздух выводят в атмосферу через ловушку, заполненную активным углем.

На Московском ликерно-водочном заводе введена в действие установка для обработки сортировки в псевдокипящем слое мелкозернистого активного угля. Производительность установки 5 м3/ч. В качестве реакторов использованы угольные колонны с диаметром 0,7 м, оборудованные расширителями-сепараторами для предотвращения уноса частичек угля из аппарата.

Фильтрация водки и доводка ее до стандартной крепости . Водку фильтруют после обработки активным углем

на песочных фильтрах описанной выше конструкции. При использовании взвешенного слоя угля ее фильтруют дважды: вначале на фильтре с намывным слоем, а затем на песочном фильтре. Применение первого фильтра повышает качество фильтрации и увеличивает длительность межрегенерационного периода песочного фильтра. В качестве намывного слоя применяют диатомит или мелкозернистый активный уголь. Полученную прозрачную водку направляют в сборник готовой продукции.

В необходимых случаях корректируют крепость водки добавлением исправленной воды или спирта.

Рис. 3. Схема установки для непрерывной обработки водно-спиртовой смеси во взвешенном слое активного угля:

1 - двухпоточный песочный фильтр для предварительной фильтрации; 2 - ротаметры; 3 - реакторы; 4 - дозатор фильтрующего материала; 5 -насос; 6-фильтр с намывным слоем; 7 - пневморегулятор; 8- двухпоточный песочный фильтр для окончательной фильтрации; В - вода; Г - воздух в спиртоловушку; Д - фильтрующий материал; И - исправимый брак для повторного использования; О - конденсат спиртовых паров после регенерации; П - пар; С - водно-спиртовый раствор.

Потери спирта при приготовлении, фильтрации и обработке сортировки активным углем полунепрерывным способом составляют 0,6-0,7% к введенному.