Осветление сусла в аппаратах гидроциклонного типа (турбулентном чане Whirlpool)

Отделение грубых взвесей (бруха) и тонких частиц хмелевой дробины в турбулентном чане Whirlpool (рис. 56) -новый метод, быстро внедряемый в производство. Принцип быстрого отделения взвесей состоит в том, что горячее сусло тангенциально и с относительно большой скоростью подается насосом в чан цилиндрической формы и приводится во вращательное движение, под действием которого нерастворимые частицы сусла осаждаются.в виде конуса посредине дна чана. После осаждения взвеси осветленное сусло сливают. Взвеси следует удалять из чана после одной или нескольких варок (в зависимости от объема осадка).

Хорошее осаждение взвесей обусловливается минимальным разрушением бруха, полученного в варочном отделении. Поэтому при перекачке сусло не должно сильно перемешиваться. Лопасти насоса должны иметь такую скорость, при которой брух не разбивается полностью, ибо потом в чане не образуется требуемый конус, взвеси будут «водянистые», и возрастут потери сусла, которое к тому же не осветлится надлежащим образом. Сусло, охмеленное порошкообразным хмелем, при нормальной эксплуатации чана осветляется лучше всего.

Первоначальная конструкция турбулентного чана принадлежит Гудстону (Исследовательский институт пивоварения в Нутфильде). По данным Голембевского, чан имел объем 250 гл при скорости закачки сусла 14 м/с. Тангенциальная подача сусла была размещена в верхней части над поверхностью максимального заполнения. Следующая варка накачивалась, как только уровень предшествующей варки падал до высоты 70 см от дна. Осветленное сусло начинали откачивать (сливать) через 20 мин после осветления. Осажденные взвеси удаляли вручную через люк в нижней части чана, обычно после трех варок.

Конструкция, которую описал Губер, отличается размещением подачи сусла на уровне 70 см от дна. Требовалось брать сусло самое горячее, и поэтому у чана было изолированное дно.

По Ван Вунстеру, для турбулентных чанов наиболее подходит соотношение высоты к диаметру H/D = 0,6-2,0, при этом дно чана должно иметь уклон для стока сусла около 3%.

В 1967 г. появились турбулентные чаны известных фирм «Циеманн» под названием Rotapool и «Штайнекер» под названием Steinecker - Whirlpool (рис. 57). С того времени опубликован ряд работ, посвященных исследованиям работы таких чанов.

Учитывая то, что сусло, вытекающее из турбулентного чана, имеет температуру около 90°С, сразу за чаном должен быть расположен теплообменник, как правило, пластинчатый холодильник для охлаждения сусла до температуры сбраживания. При этом процессе сусло содержит больше тонких взвесей, чем сусло с холодильной тарелки, и поэтому на кизельгуровых фильтрах фильтруется или весь объем сусла или его часть. Для фильтрации обычно используется гранулированный перлит, минимальная проницаемость 1000 л/м2 в минуту. Фильтры имеют относительно небольшую площадь фильтрации и производительность от 12 до 5 гл/м². Непосредственно за фильтром размещается устройство для аэрирования сусла. Турбулентный чан, испытанный в ЧССР, - это цилиндрический, резервуар с полезным объемом 300 гл, диаметром 3150 мм, общей высотой 4900 мм. Ровное дно имеет уклон к выпуску 1,5%. Объем готовой варки равен 300 гл, так что после заполнения отношение высоты уровня к диаметру чана H/D = 1,2. Входная форсунка опытного чана имела заменяемый наконечник размером 50, 60, 70 и 80 мм, чтобы скорость течения сусла могла изменяться без изменения мощности насоса.

При производственных испытаниях, о которых пишет Лейсек, было установлено, что сусло осветляется вполне удовлетворительно через 40 мин после закачки в чан, однако взвеси собираются в центре дна еще около 60 мин. После этого все грубые взвеси оказываются собранными в конус с диаметром у основания около 0,70 м. При сливе последних 15 гл сусла взвеси снова растекаются. По полученным результатам автор считает оптимальной скорость закачиваемого сусла 10 м/с и не рекомендует поддерживать продолжительность закачки больше 20 мин.

Сепарирование сусла

Исследования по использованию сепараторов в пивоварении проводили еще перед первой мировой войной. Небольшая мощность первоначальных сепараторов, относительно большое потребление электроэнергии и также возможное недоверие к этому процессу стали причиной того, что применение центрифуг в пивоварении не распространилось. Только в последние годы для отделения сусла начинают использовать центрифуги новейшей и совершенной конструкции.

В центрифугах муть под действием центробежной силы отделяется намного быстрее, чем при седиментации на тарелках. Центробежное ускорение зависит от частоты вращения и конструкции центрифуги и в 6000-10000 раз больше, чем гравитационное ускорение. Скорость отделения взвесей по закону Stokes зависит от размера частиц, от разницы плотностей частиц и жидкости и от вязкости жидкости.

Для осветления сусла, главным образом отстоя, раньше использовали барабанные центрифуги с частотой вращения 3500- 4500 об/мин. Мутное сусло поступало во внутренний барабан, и взвеси центробежной силой отбрасывались на внутреннюю стену наружного барабана. Барабан вмещал 50-60 л густых взвесей. После заполнения центрифугу останавливали, барабан извлекали, взвеси удаляли и барабан очищали. Время на остановку центрифуги, чистку барабана и новый запуск составляло 30- 40 мин, поэтому в дальнейшем перешли к камерным центрифугам с автоматическим опорожнением. На рис. 58 изображен камерный сепаратор De Laval. Сусло вводится во внутренние камеры (цилиндры) с наименьшим диаметром и центробежной силой тонким слоем отбрасывается на стенки цилиндра и выдавливается в следующие цилиндры. При постепенно возрастающем диаметре цилиндров сусло под действием большой окружной скорости все больше осветляется и осветленное удаляется из сепаратора с помощью вращающегося диска.

Диск функционирует как центробежный насос и может подать сусло на высоту 20-30 м. Взвеси собираются в пространстве под камерами и после остановки сепаратора самопроизвольно вытекают в подставленные резервуары. Эти взвеси более жидкие, чем взвеси из барабанного сепаратора. Резервуары для взвеси имеют вместимость 65 л, так что они достаточны для отделения около 200 гл 10%-ного сусла. 1 л жидких взвесей весит 1,1 кг, а, по данным ПВС в Бранике, количество отстоя, пересчитанное на 100 кг засыпи, колеблется от 2 до 3,5 кг. Описанный сепаратор имеет частоту вращения 6500 об/мин и приводную мощность кВт при производительности 90 гл/ч. Преимуществом этих сепараторов является то, что не нужно вынимать барабан и после чистки сепаратор можно снова использовать. Опорожненный сепаратор можно стерилизовать без демонтажа, в обычном производстве его можно разбирать и чистить один раз в неделю.

Штайнер и Штокер изучали процесс оседания и состав взвесей в сусле и обнаружили в 12%-ном сусле 97 г/гл всех взвесей в пересчете на сухой остаток. Из этого количества взвесей 85% приходится на грубую взвесь и 15% на тонкую. Содержание взвесей при задержке сусла на тарелке и понижении температуры до 35-37°С повышается на 10%. При движении сусла количество взвесей возрастает на 20%.

При осветлении сусла сначала отделяются грубые частицы, сусло тем прозрачнее, чем медленнее протекает через сепаратор. При осветлении горячего сусла устраняется только грубая взвесь. Тонкие взвеси с частицами меньше, чем 0,5 мкм отделяются только в небольшом количестве за счет захвата крупными частицами. Тонкая взвесь лишь после охлаждения сусла собирается в комки, которые частично оседают на дно или же при брожении выделяются в деку, с которой и устраняются. Некоторые пивоваренные заводы ограничиваются этими факторами и осветляют сусло только в горячем виде. Сепаратор размещается за сборником, из которого горячее сусло поступает прямо в сепаратор. Сепаратор, осветляя сусло, прокачивает его дальше через пластинчатый холодильник вплоть до бродильных чанов.

Если пиво должно быть особенно стойким в отношении холода, то следует осветлять охлажденное сусло. Поскольку холодное сусло имеет большую вязкость, его прохождение через сепаратор должно быть медленным, хотя при этом производительность сепаратора и снижается на 35% и даже на 50%. Абсолютное отделение тонкой взвеси не рекомендуется, поскольку одновременно удаляются и некоторые другие вещества, в результате чего пиво из такого сусла имеет пустой вкус. Поэтому сусло отделяется только частично охлажденное, из которого тонкая взвесь осела не полностью. В процессе осветления температура охлажденного сусла несколько возрастает, однако незначительно (от 0,5 до 1,0°С) и не имеет практического значения.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: