Разработка линии производства пива

ВВЕДЕНИЕ 5
1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТА 8
1.1.Технология производства пива 8
1.2.Анализ требований к солоду пивоваренному до и после измельчения 20
1.3.Требования к операции солододробления 23
1.4 Обзор машин, предназначенных для дробления солода 29
1.5 Выбор базовой модели 34
1.6 Описание устройства солододробилки 37
2. РАЗРАБОТКА ЛИНИИ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА 40
2.1 Разработка функциональной схемы и ее технологический расчет 40
2.2 Энергетический расчет 48
2.3 Разработка кинематической схемы и ее расчет 49
2.3.1 Кинематическая схема 49
2.3.2 Прочностной расчет 54
3.ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ НА ПРОИЗВОДСТВЕ 57
3.1 Анализ опасных и вредных факторов на рабочем месте разработчика солододробилки 57
3.2 Расчет вентиляции в цеху подготовки и измельчения солода 58
3.3 Экологические требования к производству солода, утилизация отходов солода 62
3.4 Обеспечение взрыво-пожарной безопасности в цеху в цеху подготовки и измельчения солода 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗУМЫХ ИСТОЧНИКОВ 68
ПОСЛЕДНЯЯ СТРАНИЦА ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ 71

Весь текст будет доступен после покупки

Пивоваренная промышленность занимается выпуском пива и безалкогольных напитков. Рост и развитие данной отрасли вносит вклад в экономику страны, помогает процветать сельскому хозяйству, пищевому машиностроению и тароупаковочному производству. Несмотря на появление огромного количества импортного пива, жители страны продолжали употреблять напиток отечественного производства. Сегодня в РФ насчитывается более 200 производителей пива, каждый из которых стремится занять на рынке лидирующее место. Сырьем для производства пива служит хмель, вода и солод. Солод – это основа будущего пива. Солод изготавливают из пророщенного и затем высушенного при определенных условиях ячменя. Наиболее важными требованиями к ячменю, используемому для солодоращения, являются хорошая прорастаемость зерна (от 90 % до 95 %), достаточная крупность и выравненность, невысокая пленчатость (не более 10 % массы зерна), умеренное содержание белка (не ниже 8 и не более 12 %) и высокое содержание крахмала (до 65 %). От качества и состава ячменя в значительной степени зависят потребительские достоинства и устойчивость пива при хранении.
Технология производства пенного напитка представляет собой сложные физические и химические реакции, реализуемые с помощью специального оборудования. Этапы изготовления пива включают в себя 6 пунктов. Приготовление сусла: для начала ячмень подвергают дроблению. В результате получается смесь, содержащая в себе и крупные, и мелкие частицы зерен. Этот процесс называют солодовым помолом. Следующим этапом является «затирание», т. е. соединение полученного помола с водой. Ферменты ячменя, смешиваясь с водой, расщепляют крахмал на сахар. Готовое сырье фильтруют через сито и собирают в специальном котле.
Варка сусла: полученное ранее сырье кипятят и добавляют в него хмель. Его количество зависит от рецептуры. Варка сусла занимает не менее 3 часов. За это время все микроорганизмы успевают погибнуть. Сваренное сусло фильтруют от остатков хмеля и дают настояться, чтобы добиться выпадения на дно частичек, оставшихся после фильтрации.
Брожение: очищенное и отфильтрованное сусло попадает в цилиндро-конические танки, куда впоследствии добавляют дрожжи. Спустя сутки на поверхности чана появляется пена. На этом этапе пивовары внимательно следят за концентрацией углекислого газа в танках. Процесс брожения останавливают, когда сахар окончательно переработает сырье в спирт.
Созревание: после прохождения всех предыдущих этапов смесь превращается в нефильтрованное пиво, которому требуется созревание. Процесс проходит в специальных емкостях, способных поддерживать нужную для созревания температуру и давление.

Весь текст будет доступен после покупки

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТА

1.1 Технология производства пива

Пиво – слабоалкогольный, игристый напиток, продукт законченного спиртового брожения, изготовленный из пивоваренного ячменного солода с применением хмеля.
Пиво вырабатывают трех типов: светлое, полутемное и темное. В зависимости от экстрактивности объемная доля спирта в светлом пиве не менее от 2,8 % до 9,4 %, в полутемном и темном – от 3,9 % до 9,4 %. Во всех типах пива массовая доля диоксида углерода должна быть не менее 0,33 %, высота пены – не менее 30 мм, пеностойкость – не менее 2 мин. Энергетическая ценность от 30 ккал до 85 ккал в 100 г пива в зависимости от экстрактивности начального сусла.
Основным сырьем для производства пива является ячменный пивоваренный солод: светлый, темный, карамельный и жженый. Два последних вида солода получают из светлого солода путем термической обработки в обжарочном барабане и применяют для темных сортов пива.
Для выработки пива возможно использование несоложеного ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Применение несоложеного сырья экономически выгодно и технологически оправдано.
Основу технологических процессов производства пива составляют биохимические превращения веществ в живом организме, происходящие под влиянием ферментов, и физико-химические процессы взаимодействия этих веществ под влиянием условий внешней среды. Основные процессы пивоваренного производства связаны с получением и брожением пивного сусла, дображиванием, выдержкой и осветлением пива.
Цель процесса приготовления пивного сусла – получение водного раствора ценных сухих веществ зернового сырья и хмеля в соотношении, определяемом сортом пива и жизнедеятельностью дрожжей, при минимальных потерях и затратах.
Для более тесного соприкосновения экстрагируемых веществ с водой, облегчения и ускорения их растворения зерновое сырье измельчают. Дробление стремятся вести так, чтобы мучнистая часть зерна превратилась в мелкую крупку и муку, а оболочку сохранить и использовать в качестве фильтрующего слоя. Весьма целесообразно дробить увлажненный солод, что позволяет устранить потери на распыл, характерные для дробления сухого солода, увеличить выход экстракта на от 2,5 % до 3,0 % и сократить продолжительность фильтрования затора на от 20 % до 25 %.
В солоде и несоложеных зерновых материалах содержание водорастворимых веществ составляет от 10 % до 15 %. Большая часть ценных сухих веществ, представленных в основном крахмалом и белком, находится в нерастворимом состоянии. Для перевода в растворимое состояние их в процессе затирания подвергают ферментативному гидролизу. Процесс смешивания дробленых зернопродуктов с водой называется затиранием, а полученная смесь – затором.
Стадии технологического процесса.
Приготовление пива можно разделить на следующие стадии:
– подготовка и дробление солода и несоложеных материалов;
– получение пивного сусла;
– сбраживание сусла и дображивание пива;
– фильтрование и осветление пива;
– упаковывание в потребительскую и транспортную тару.
Характеристика комплексов оборудования.
Начальные стадии технологического процесса выполняются с помощью комплексов оборудования для измельчения солода и приготовления пивного сусла: дробилки, заторные и варочные агрегаты, фильтрационные, сусловарочные аппараты и хмелеотборные аппараты.
Следующим идет комплекс оборудования линии для охлаждения и осветления пивного сусла, состоящий из холодильных компрессионных установок, теплообменных аппаратов и пластинчатых теплообменников, отстойных аппаратов и сепараторов.
Ведущий комплекс оборудования линии предназначен для брожения (дображивания) пива и состоит из бродильных аппаратов и танков, установок для непрерывного брожения и дображивания.
Завершающим является комплекс оборудования для получения готового пива, включающий фильтр-прессы, сепараторы, диатомитовые и кизельгуровые фильтры для осветления пива, а также упаковочное оборудование.

Рисунок 1 - Машинно-аппаратурная схема линии производства пива

Устройство и принцип действия линии.
Пивоваренный солод выгружают из автотранспорта в приемный бункер 1, из которого он транспортируется норией 2 через весы 3 в распределительные шнековые конвейеры 4, обеспечивающие загрузку сырья в силосы 5. В них солод выдерживается 4-5 недель и, благодаря гигроскопичности, приобретает равновесную влажность 6 %.
Отлежавшийся солод по возможности надобности выгружают из силоса 5 через магнитный уловитель и весы 6 на ленточный конвейер 7. С последнего солод с помощью нории 8 и шнекового конвейера 10 загружают в бункеры суточного запаса 11.
Аналогичным образом ячмень, используемый в качестве несоложенного сырья, загружают и хранят в силосах, а затем загружают конвейером 9 в бункер 11.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ГОСТ 29294-2014 Солод пивоваренный. Технические условия. Дата введения 01.01.2016.- Электронный текст документа подготовлен АО "Кодекс" и сверен по: официальное издание М.: Стандартинформ, 2016. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200114253 (дата обращения 05.03.2021)
2. Кунце В.Г. Технология солода и пива / В. Г. Кунце.- Мит. - СПб.: Профессия, 2001.- 912 с.
3. Главачек Ф., Пивоварение / Ф. Главачек, А. Лхотский. - Прага: Пищевая промышленность, 1977 - с.624.- [Электронный ресурс].-URL: http://wine.historic.ru/books/item/f00/s00/z0000029/index.shtml (Дата обращения 25.04.2021).
4. Борщев В.Я. Оборудование для измельчения материалов: дробилки и мельницы.- [Уч. пос.].- Тамбов: издательство Тамбовского Государственного Технического Университета, 2004. 75с.- [Электронный ресурс].-URL: https://www.studmed.ru/borschev-vya-oborudovanie-dlya-izmelcheniya-materialov-drobilki-i-melnicy_bd99c747fca.html.
5. ГОСТ 2.701-84 (СТ СЭВ 131385-88) Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению. Дата введения 1985-07-01, М.: Стандартинформ, 2008.- 35.
6. Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств : учебник для академического бакалавриата / А. А. Курочкин, Г. В. Шабурова, А. С. Гордеев, А. И. Завражнов. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 586 с. — (Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-534-10854-5. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/444540 (дата обращения: 02.06.2021).
7. Медико-биологические основы безопасности. Охрана труда : учебник для вузов / О. М. Родионова, Е. В. Аникина, Б. И. Лавер, Д. А. Семенов. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2021. — 583 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-13455-1. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/459153 (дата обращения: 02.05.2021).
8. Беляков, Г. И. Охрана труда и техника безопасности : учебник для вузов / Г. И. Беляков. — 4-е изд. — Москва : Издательство Юрайт, 2021. — 360 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-13591-6. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/469912 (дата обращения: 15.05.2021).

Весь текст будет доступен после покупки