Технологические расчеты в бродильных производствах (стр. 8 из 16)

Потери экстракта, %

. (38)

В случае использования в составе засыпи значительного количества несоложеных зернопродуктов или специальных солодов экстракт, вносимый с этими зернопродуктами учитывают отдельно. Если в состав засыпи входит сахар, то при расчетах его количество вычитают:

, (39)

где S — масса сахара в составе засыпи, кг.

3.3.2. Задания и задачи

1. Рассчитать выход экстракта в варочном цехе, если при затирании 1250 кг солода получено 8750 л горячего сусла с содержанием сухих веществ 10,23% и относительной плотностью 1,041 кг/дм³.

2. Определить потери в варочном цехе, если из 3000 кг солода с экстрактивностью 76% было получено 15672 л горячего сусла с содержанием сухих веществ 14% и относительной плотностью 1,057 кг/дм³.

3. Определить потери в варочном цехе при изготовлении сусла для Жигулевского пива, если для затирания было израсходовано 1500 кг зернопродуктов и получено 9915 л горячего сусла концентрацией 11% и относительной плотностью 1,0399 кг/дм³. Экстрактивность использованного светлого солода составляла 75%, экстрактивность ячменя 72%.

4. Определить выход экстракта при изготовлении сусла для Самарского пива, если масса засыпи составляла 3000 кг. Было получено 14520 л сусла концентрацией 14,5%.

3.4. Технологические расчеты на стадии сбраживания

Классический процесс сбраживания пивного сусла принято делить на главное брожение и дображивание. Во время главного брожения сбраживается основное количество сахаров, содержащихся в сусле, образуется спирт, диоксид углерода и побочные продукты брожения. При дображивании в молодом пиве сбраживаются остаточные сахара, происходит осветление, созревание пива и насыщение его диоксидом углерода.

3.4.1. Основные расчетные формулы

О ходе брожения и количестве сброженного экстракта судят по степени сбраживания. Различают видимую и действительную степени сбраживания. Видимая степень сбраживания (СС_в) определяется с помощью сахарометра. Так как показания сахарометра искажаются из–за присутствия спирта, степень сбраживания называется видимой.

, (40)

где В — массовая доля сухих веществ в начальном сусле, %; n — массовая доля видимого экстракта в сбраживаемом сусле, %.

Действительную степень сбраживания (СС_д) определяют после отгонки спирта и замены отогнанного количества спирта водой.

, (41)

где е — массовая доля действительного экстракта в сбраживаемом сусле, %.

Соотношение между видимой и действительной степенью сбраживания выражает формула

. (42)

Рабочий объем бродильного аппарата определяется по формуле

, (43)

где V — полезная емкость бродильного аппарата, дал; V_хс — объем холодного сусла, получаемого с одной варки, дал; k — количество варок, направляемых в один бродильный чан (k=1ч4); 0,9 — коэффициент заполнения бродильного аппарата суслом.

В ходе главного брожения выделяется тепло, количество которого зависит от интенсивности процесса брожения. При сбраживании 1 кг мальтозы выделяется 613,8 кДж тепла. В конце главного брожения производят охлаждение молодого пива перед его перекачиванием в аппараты дображивания. Количество теплоты, которое необходимо при этом отвести, можно рассчитать по уравнению (28).

3.4.2. Задания и задачи

1. Начальное сусло с концентрацией сухих веществ 11,2% на восьмые сутки брожения имело массовую долю видимого экстракта 4,5%, а действительного экстракта — 5,75%. Рассчитать видимую и действительную степень сбраживания.

2. Московское пиво к моменту окончания главного брожения имело массовую долю видимого экстракта 5,2%. Рассчитать видимую и действительную степень сбраживания пива.

3. Определить требуемый объем аппарата главного брожения для одновременного сбраживания сусла с двух варок жигулевского пива. Единовременная засыпь зернового сырья 3000 кг.

4. Определить количество тепла, выделяющегося в процессе сбраживания 18,3 м³ сусла от 12 до 5,5% сухих веществ.

5. Определить количество тепла, которое нужно отвести от молодого пива при его охлаждении от 6 до 1,5°С. Объем пива 11 м³. Удельная теплоемкость молодого пива 4,006 кДж/(кг∙К), плотность молодого пива 1,02 кг/дм³.

3.5. Контрольные задания и задачи

1. Условия проведения затирания приведены в таблице. Определить температуру воды, подаваемой на приготовление затора. Рассчитать общий и удельный расход пара на затирание настойным и одноотварочным способом при условии, что образующийся конденсат охлаждается до 100єС. Условия отбора и кипячения отварки принять аналогично задаче 7 (п 3.1.3). КПД заторных аппаратов принять 0,95.

Вар.	Начальная температура затирания, єС	Температура технологической воды, єС	Масса засыпи, т	Температура зернопродуктов, єС	Давление греющего пара, МПа	Гидромодуль
1	37	10	0,5	12	0,245	1:4
2	42
3	45	12	1,0
4	52
5	37	15	1,5	13
6	42
7	45	18	2,0
8	52
9	37	10	3,0	14	0,3	1:3,5
10	42
11	45	12	4,0
12	52
13	37	15	5,5	15	0,4	1:4
14	42
15	45	18	7,0
16	52
17	37	10	7,0	16
18	42
19	45	15	8,5
20	52

2. Кипячение сусла с хмелем проводится в условиях, описанных в таблице. Определить количество выпариваемой в процессе кипячения сусла воды и рассчитать расход пара на технологическую операцию. Давление греющего пара, условия отвода конденсата и КПД аппаратов принять аналогично задаче 1.

Вар.	Начальная концентрация сусла, %	Начальная температура сусла, єС	Сорт пива	Начальный объем сусла, м3
1	11	70	Московское	2,89
2	10	68
3	12,5	70	Невское
4	13	68
5	12,1	65	Казанское	6,5
6	11,3	72
7	14	65	Праздничное	6,5
8	14,5	72
9	6	70	Столовое	9,75
10	6,8	68
11	18,2	70	Ленинградское
12	18	68
13	13,6	65	Двойное золотое	19,3
14	14	72
15	18,1	65	Портер
16	18,5	72
17	11,7	70	Украинское	38,4
18	11	75
19	15,5	70	Останкинское
20	15	75

4. ТЕХНОЛОГИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Основными способами приготовления безалкогольных напитков являются объемно–смесительный и синхронно–смесительный. По объемно–смесительному способу купажный сироп дозируется в бутылки, которые затем заполняются газированной водой до номинального объема. По синхронно–смесительному способу купажный сироп и деаэрированная вода смешиваются в определенных пропорциях в синхронно–смесительной установке и затем насыщаются углекислым газом. Напитки, приготовленные синхронно–смесительным способом, обладают более стабильными физико–химическими показателями и более высокой стойкостью.

4.1. Расчет компонентов сахарного сиропа и колера

Сахарный сироп входит в состав купажей безалкогольных и слабоалкогольных напитков, товарных сиропов, кваса. Различают белый и инвертный сахрный сироп. Белый сахарный сироп представляет собой концентрированный водный раствор сахарозы. В безалкогольном производстве используют сироп с концентрацией сухих веществ 60–65%. Инвертный сахарный сироп содержит, кроме сахарозы, инвертный сахар (смесь эквимолекулярных количеств глюкозы и фруктозы). Инвертирование сахарного сиропа проводят при температуре 70°С в присутствии органических кислот, например, лимонной. Для варки сахарного сиропа разрешается использовать промывные воды, содержащие сахар, и чистый брак напитков.

Колер — это водный раствор карамелизованной сахарозы. Его используют для подкрашивания товарных сиропов, безалкогольных напитков и кваса. Колер готовят при температуре 180–200°С в колероварочных котлах с электрообогревом. Для плавления сахара добавляют 2% воды, после расплавления сахара и побурения массы вносят дополнительно 8% воды от массы сахара. Содержание сухих веществ в готовом колере не менее 70±2% массовых.

4.1.1. Примеры

Пример 1. Рассчитать расход компонентов на приготовление 500 л сахарного сиропа концентрацией 65%, если при варке сиропа испаряется 10% воды.

Решение. По приложению 10 находим, что сахарный сироп концентрацией 65% при 20єС имеет относительную плотность 1,319. Масса 500 л такого сиропа составит 500∙1,319=659,5 кг. В соответствии с заданной концентрацией 100 кг сиропа должны содержать 65 кг сахара и 35 кг воды, а в пересчете на 500 л

659,5∙0,65=428,675 кг сахара,

659,5–428,675=230,825 кг воды.