Характеристика сырья

Технологические расчеты - важнейший вид деятельности инженеров-тех-нологов и на производстве. В условиях динамичного развития пивоваренной отрасли и ее модернизации возникает необходимость выполнения технологических расчетов при переходе на новые технологические режимы и оборудование.

При выполнении расчетов, кроме алгоритма, требуется обширный разноплановый справочный материал. Данное учебное пособие включает все необходимое для выполнения технологических расчетов: алгоритмы расчетов, справочный материал, примеры расчетов.

ГЛАВА 1. РАСЧЕТ РАСХОДА СЫРЬЯ, ПОЛУПРОДУКТОВ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ,

ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Расчет расхода сырья, полупродуктов, отходов производства

Исходные данные для расчета включают: ассортимент выпускаемой продукции (приложение), годовой выпуск пива, качественные показатели сырья (таблица 1.1), нормы потерь по стадиям производства (таблица 1.2).

Таблица 1.1

Характеристика сырья

______

* Характеристика светлого солода принята из условий поступления 40 % солода I класса и 60 % солода II класса.

Пример расчета продуктов и вспомогательных материалов приведен для пивоваренного завода производительностью 4,0 млн. дал пива в год. Ассортимент выпускаемого пива: Жигулевское - 70 % от общего выпуска продукции, Московское - 20 %, Украинское - 10 %. Для охмеления сусла применяется 100 % гранулированного хмеля. Розлив 40 % пива Жигулевского осуществляется в стеклянную бутылку, 30 % в кеги, 30 % в ПЭТ-бутылку. Весь объем сортового пива (Московское и Украинское) разливается только в стеклобутылку.

В задании на проектирование могут быть указаны сорта пива, величина потерь для которых не приведена в таблице 1.2. В этом случае значение потерь берут по сорту пива, близкому по типу (светлое, темное) и экстрактивности начального сусла (например, для пива Двойное золотое 15 %-го полутемного потери аналогичны пиву Мартовское).

Независимо от выбранного способа брожения и дображивания (ЦКБА, полунепрерывный) потери по этим стадиям принимают как по классической периодической схеме.

Таблица 1.2

Потери при производстве пива

Относительная плотность пивного сусла для конкретных сортов пива зависит от экстрактивности начального сусла, и значения ее приведены в соответствующих таблицах в литературе по технохимическому контролю пивоваренного производства.

Ниже приведен расчет сырья и полупродуктов для пива Жигулевское, для остальных сортов расчет аналогичен. Исходные данные для расчета представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Исходные данные для расчета продуктов

Примечание. Если пиво разливается в разные виды тары, то потери в цехе розлива рассчитываются как:

Пр = у · П₃, (1.1)

где у - доля розлива данного сорта пива в стеклобутылку (кеги, ПЭТ-бутылку и др.);

П₃ - величина потерь при розливе в конкретный вид тары, % (таблица 1.2).

Пример:

- для пива Жигулевского Пр = 0,4 ·2 + 0,3 · 0,5 + 0,3 · 0,5 = 1,1 %;

- для пива Московского Пр = 1,0 ·2 = 2,0 %.

Выход товарного пива, %:

В = ((100 - П₀) · (100 - П₁) · (100 - П₂) · (100 - П₃)) / 10⁶; (1.2)

В = ((100 - 6) · (100 -2,3) · (100 -2,35) · (100 -1,1)) / 10⁶ = 88,69 %

Экстрактивность:

1) на воздушно-сухое вещество конкретного зернопродукта, %:

Е = (Э · (100 - W)) / 100; (1.3)

Ес.с. = (76 · (100 - 5,6)) / 100 = 71,74 %;

Еяч. = (75 · (100 - 15)) / 100 = 63,75 %;

2) средневзвешенная зернопродуктов, %:

Еср. = S(Е · n); (1.4)

Еср. = 71,74 · 0,75+ 63,75 · 0,25 = 69,75 %.

Норма расхода:

1) всего сырья на 1 дал пива, кг:

∑М = (960 · Эн.с. · d) / ((Еср. - П₄) · В); (1.5)

∑М = (960 ·11 · 1,0442) / ((69,75 - 2,6) · 88,69) = 1,85 кг;

2) конкретного зернопродукта, кг:

M = ∑М · n; (1.6)

Мс.с.= 1,85 · 0,75 = 1,388 кг;

Мяч. = 1,85 · 0,25 = 0,463 кг;

3) конкретного зернопродукта на годовую производительность завода по данному сорту пива, кг:

Mг = M · L; (1.7)

Мc.c.г = 1,388 · 2800000 = 3886400 кг;

Мяч.г = 0,463 · 2800000 = 1229000 кг;

4) всего сырья на годовую производительность завода по данному сорту пива, кг:

∑Мг = Мc.c.г + Мяч.г; (1.8)

∑Мг = 3886400 + 1229000 = 5115400 кг.

Объем фильтрованного пива:

1) на 1 дал товарного пива, дал:

Vф.п. = 100 / (100 - П₃); (1.9)

Vф.п. = 100 / (100 - 1,1) = 1,011 дал;

2) на годовую производительность завода по данному сорту пива, дал:

Vф.п.г = Vф.п. · L; (1.10)

Vф.п.г =1,011 · 2800000 = 2831142 дал.

Объем молодого пива:

1) на 1 дал товарного пива, дал:

Vм.п.= (100 · Vф.п.) / (100 - П₂); (1.11)

Vм.п.= 100 · 1,011 / (100 - 2,35) = 1,035 дал;

2) на годовую производительность завода по данному сорту пива, дал:

Vм.п.г = Vм.п. · L; (1.12)

Vм.п.г = 1,035 · 2800000 = 2899211 дал.

Объем холодного сусла:

1) на 1 дал товарного пива, дал:

Vх.с. = 100 · Vм.п. / (100 - П₁); (1.13)

Vх.с.= 100 · 1,035 / (100 - 2,3) = 1,059 дал;

2) на годовую производительность завода по данному сорту пива, дал:

Vх.с.г = Vх.с. · L; (1.14)

Vх.с.г = 1,059 · 2800000 = 2966223дал.

Объем горячего сусла:

1) на 1 дал товарного пива, дал:

Vг.с. = 100 · Vх.с. / (100 - П₀); (1.15)

Vг.с. = 100 · 1,059 / (100 - 6) = 1,127 дал;

2) на годовую производительность завода по данному сорту пива, дал:

Vг.с.г = Vг.с. · L; (1.16)

Vг.с.г = 1,127 · 2800000 = 3155659 дал.

Масса дробины:

1) сухой, полученной за счет конкретного зернопродукта на 1 дал пива, кг:

М1др. = M · [((100 - W) / 100) - (Е · (100 - П₄) / 10⁴)]; (1.17)

М1др.с.с. = 1,388 · [((100 - 5,6) / 100) - (71,74 · (100 - 2,6) / 10⁴)] = 0,34 кг;

М1др.яч. = 0,463 · [((100 - 15) / 100) - (63,75 · (100 - 2,6) / 10⁴)] = 0,11 кг;

2) сухой, полученной за счет всех зернопродуктов, кг:

∑М1др. = М1др.с.с + М1др.яч = 0,34 + 0,11 = 0,45 кг;

3) с влажностью 80 % на 1 дал пива, кг:

М2др.= ∑М1др. · 100 / (100 - 80); (1.18)

М2др. = 0,45 · 100/(100 - 80) = 2,23 кг;

4) влажной на годовую производительность завода по данному сорту пива, кг:

М2др.г = М2др. · L; (1.19)

М2др.г = 2,23 · 2800000 = 6243422 кг (6243 т).

Определение количества экстракта:

1) масса 1 дал холодного сусла, кг:

Мх.с. = 10 · Vх.с. · d, (1.20)

где 10 - перевод дал в дм³.

Мх.с. =10 · 1,059 · 1,0442 = 11,06 кг;

2) масса экстракта 1 дал сусла, кг:

Мэ = 0,01 · Мх.с. · Эн.с., (1.21)

где 0,01 - перевод процентного содержания экстракта в доли.

Мэ = 0,01 · 11,06 · 11 = 1,217 кг;

3) масса сброженного экстракта 1 дал сусла, кг:

Мэ.сб. = Мэ · Д; (1.22)

Мэ.сб. = 1,217 · 0,49 = 0,596 кг.

Масса углекислоты:

1) выделившейся на 1 дал сусла, кг:

∑Мсо₂ = 0,52 · Мэ.сб.; (1.23)

∑Мсо₂ = 0,52 · 0,596 = 0,309 кг;

2) связанной на 1 дал сусла, кг:

М1со₂ = 0,003 · Мх.с.; (1.24)

М1со₂ = 0,003 ·11,06 = 0,0332 кг;

3) свободной на 1 дал сусла, кг:

М2со₂ = ∑Мсо₂ - М1со₂; (1.25)

М2со₂ = 0,3209 - 0,0332 = 0,2758 кг;

4) свободной на годовую производительность завода по данному сорту пива, кг:

М2со₂г = М2со₂ · L; (1.26)

М2со₂г = 0,2758 · 2800000 = 772240 кг.

Определение количества дрожжей. При классической периодической схеме брожения выход дрожжей на 10 дал сбраживаемого сусла составляет 1,5 дм³, из них 0,5 дм³ используют как семенные дрожжи, 1 дм³ как товарные. При производстве пива в ЦКБА с 10 дал сусла выход дрожжей равен 2,8 дм³, их них 0,8 дм³ - семенные, 2 дм³ - избыточные. В примере расчета сбраживание сусла всех сортов пива осуществляется в ЦКБА:

1) расчет количества семенных дрожжей, дм³/год:

Vс.др.г = ∑Vх.с.г · Nдр. / 10, (1.27)

где ∑Vх.с.г - суммарный годовой объем холодного сусла по всем сортам пива, дал (таблица 1.6);

Nдр. - нормативный выход семенных (товарных) дрожжей с 10 дал сусла, дм³.

Vс.др.г = 4254415 · 0,8 / 10 = 340353 дм³/год;

2) расчет количества товарных дрожжей, дм³/год (по формуле 1.27):

Vт.др.г = 4254415 · 2,0 / 10 = 850883 дм³/год.

Расход воздушно-сухого гранулированного хмеля:

1) на 1 дал горячего сусла, г:

М1х = (Г_С · 100 · 100 · 0,9) / (a + 1) · (100 - Wх), (1.28)

где Г_С - норма горьких веществ на 1 дал горячего сусла конкретного сорта пива, г (см. приложение);

a - массовая доля a-кислот, % к массе сухих веществ;

Wх - массовая доля влаги в хмеле, % к массе сухих веществ.

М1х = (0,68 · 100 · 100 · 0,9) / (3,5 + 1) · (100 - 6) = 14,5 г/дал;

2) на 1 дал пива, г:

М2х =М 1х · 100 / В, (1.29)

где В - см. формулу 1.2 (стр. 9).

М2х =14,5 · 100 / 88,69 = 16,35 г/дал (0,01635 кг/дал);

3) на годовую производительность завода по данному сорту пива, кг:

Мх.г = М2х · L; (1.30)

Мх.г = 0,01635 · 2800000 = 45780 кг.

Расход ферментного препарата на годовую производительность завода по данному сорту пива (на примере Амилосубтилина Г10х), кг:

Мфп.г = Nфп · ∑М · L / 100, (1.31)

где Nфп - норма расхода ферментного препарата в зависимости от количества несоложеного сырья, кг [27];

∑М - см. формулу 1.5 (стр. 9).

Мфп.г = 0,008 · 1,85 · 2800000 / 100 = 414 кг/год.

Расход молочной кислоты на годовую производительность завода по данному сорта пива, кг:

Мм.к. = 0,08 · ∑Мг / 100, (1.32)

где 0,08 - расход молочной кислоты 100 %-й концентрации на 100 кг зернопродуктов, кг (таблица 1.5, стр. 15);

∑Мг - суммарный годовой расход зернопродуктов для данного сорта пива, кг (таблица 1.6, стр. 20).

Мм.к.= 0,08 · 5115400 / 100= 4145 кг/год.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: