CC BY
26
Регенерация пива из дрожжевого осадка
с помощью седикантера фирмы «Флоттвег»
Ф. Колезан
Филсбибург, Германия
Ст. Патерсон
Сингапур
В данной статье представлена новая техническая разработка — седикан-тер фирмы «Флоттвег «для регенерации пива из дрожжевого осадка, проведено сравнение с системами, применяемыми в настоящее время.
Седикантер — новая высокоэффективная центрифуга нового типа, была разработана для переработки тяжело осаждающихся продуктов типа дрожжей, бактерий, белковых суспензий и т.п. Обычные де-кантеры и другие центрифуги при переработке таких продуктов часто показывают неудовлетворительные результаты разделения и низкую производительность. Это касается в основном регенерации пива из дрожжевого осадка.
Количество дрожжевого осадка, возникающего на пивоваренных заводах, составляет, как правило, 1-2 % от всей выпускаемой продукции. Известные системы, используемые для регенерации пива, типа сепараторов системы Cross Flow Filtration или пресса для дрожжей,
дают выход продукции 35-65 %, но весьма различаются по качеству получаемого пива, технологическому процессу, эксплуатационным расходам и затратам на обслуживание.
Общие принципы различных типов регенерации хорошо известны и поэтому здесь не описываются. В настоящей статье обобщены типичные параметры технологического процесса данных систем при переработке дрожжевого осадка, которые и служат основой для сравнения седикантера и обычной техники.
Седикантер — высокоэффективная центрифуга горизонтального типа (центробежное ускорение до 6000G) со специальной геометрической формой внутреннего пространства, с помощью которой при мощности привода в 30 кВт можно перерабатывать до 25 гл/ч дрожжей. При этом получают очень сухие дрожжи хорошего качества (содержание твердых веществ до 28 мас.%) без разрушения дрожжевых клеток. Регенерированное пиво почти не содержит дрожжей (0,1-0,3 об. %) и яв-
Отвод жидкости
Выход твердой фазы Декантер
Рис. 1. Схематическое сравнение принципа действия декантера (а) и седикантера (б)
ПИ
НАПИТКИ
4•2006
86
ляется продуктом отличного качества (поглощение кислорода <0,05 мг/л).
Его можно смешивать непосредственно со свежим пивом без дополнительной обработки и потери качества.
Декантер-седикантер
Принцип действия седикантера лучше всего объяснить в сравнении с обычным декантером (рис. 1, а). Обычные деканте-ры достигают центробежного ускорения до 4000G, седикантеры же — до 6000G. В стандартном декантере дрожжи осаждаются на цилиндрической стенке барабана и с помощью транспортирующего шнека выносятся из декантера через участок твердой фазы в конической части барабана. Поскольку дрожжевой пирог очень мягкий, практически невозможно, используя лишь участок твердой фазы, достичь высокого содержания сухих веществ в твердом осадке.
В седикантере же, напротив, твердая фаза собирается и концентрируется на участке с максимальным диаметром и непрерывно выносится при гидравлической поддержке (противодавление на выходе пива). Пиво выходит как из обычного де-кантера, так и из седикантера непрерывно под давлением через очистной диск. Рис. 1 (а и б) показывают разницу между декантером и седикантером. В табл. 1 показано сравнение наиболее важных параметров декантера и седикантера сравнимых типоразмеров. Содержание твердых веществ в дрожжах на входе составляло около 8-10 мас.% (около 40-60 об. %), что является нормальной величиной. Табл. 1 однозначно показывает, что седикантер дает почти двойную производительность по сравнению с декантером такого же типоразмера. Кроме того, содержание сухих веществ в дрожжевом пироге намного выше, при этом качество пива, прекрасное, а потребление кислорода — минимальное.
Сепаратор-седикантер
Седикантеры превосходят и сепараторы при регенерировании дрожжевого осадка. Основные рабочие параметры тарельчатых центрифуг в сравнении с седи-кантером дает табл. 2. Дополнительно к показателям, приведенным в табл. 2, следует заметить, что для снижения поглощения кислорода сепараторы необходимо снабдить трудоемкой в обслуживании системой уплотнений. Для седикантера же требуется лишь незначительное количество СО2 (около 0,4 Н-м3/ч). Специальные уплотнительные системы, требующие значительных затрат на обслуживание, здесь не требуются.
Метод Cross Flow Filtration — Седикантер
С начала 80-х годов были произведены значительные работы по разработке и применению метода Cross Flow Filt-
ration для регенерации пива из дрожжевого осадка. На практике Cross Flow Filtration показал значительные преимущества перед традиционными методами типа фильтр-прессов, декантеров и тарельчатых центрифуг, в особенности по качеству пива. Применение этого метода в дальнейшем на пивоваренных заводах постоянно расширялось. Очень интересную технологическую и экономичную альтернативу методу Cross Flow Filtration представляет собой се-дикантер, как показывают нижеприведенные сравнительные характеристики (табл. 3).
Из табл. 3 видно, что мембранная фильтрация наряду со значительно более высокими инвестиционными расходами обнаруживает и более высокие эксплуатационные затраты. Высокая мощность насоса (75-100 кВт) требует значительной охлаждающей мощности для поддержания постоянной
Таблица 1
Параметры Декантер (Z4D) Седикантер
Производительность, гл/ч 10-12 20-25
Содержание сухих веществ в дрожжевом пироге, мас.% 20-22 26-28
Содержание сухих веществ (дрожжей) в пиве, об. % 0,5-1,0 0,1-0,3
Поглощение кислорода, ррт 1-2 <0,05
Установленная электрическая мощность, кВт 22 30
Содержание сухих веществ на входе, мас.% 8-16 8-16
Таблица 2
Параметры Сепаратор Седикантер
Производительность, гл/ч 15-20 20-25
Содержание сухих веществ на входе, мас.% 8-10 8-16
Содержание сухих веществ в дрожжевом пироге, мас.% 20-22 26-28
Установленная электрическая мощность, кВт 80 30
Необходимость в охлаждении продукта Да Нет
Расходы на техобслуживание в год, % к инвестициям 5 2
Уровень шума Высокий (при опорожнении) Низкий
Очистка (С1Р) Трудоемкая Простая
Смарочное пиво
Пивной
Рис. 2. Регенерация пива из дрожжей с помощью седикантера
Таблица 3
Параметры Cross Flow Filtration Седикантер
Производительность, гл/ч 20-25 20-25
Содержание сухих веществ на входе, мас.% 8-12 8-16
Содержание сухих веществ в дрожжевом пироге, мас.% 20-22 26-28
Содержание сухих веществ (дрожжей) в пиве, об. % 0 0,1-0,3
Выход продукции, % Около 50 Около 60
Поглощение кислорода, ррт <0,05 <0,05
Установленная электрическая мощность, кВт 75-100 Около 30
Очистка (С1Р) 3-4 ч (каждые 24 ч) 1 ч (каждые 48 ч)
Квалификация обслуживающего персонала Высокая Обычная
Расходы на техобслуживание Высокие(мембраны) Средние (2% от инвестиций)
Температура продукта, °С 10...15 3...5
Необходимость в охлаждении продукта Да, значительная Нет
Общие эксплуатационные расходы Очень высокие Низкие
оптимальной температуры фильтрации 10...15 °С (более низкая температура процесса негативно сказывалась бы на продукте).
Типичная установка для регенерации пива из дрожжей с помощью седикантера показана на рис. 2. Седикантер можно использовать при температуре 3.5 °С, и
ему достаточно установленной мощности в 30 кВт, которая лишь незначительно преобразуется в тепловую энергию. Поэтому трудоемкое охлаждение пива не требуется. Более высокая концентрация дрожжей в седикантере (до 28 мас.% в дрожжевом пироге) по сравнению с мембранной системой (20-22 мас.%) приводит к значительно большему выходу продукции и увеличивает возможность продажи дрожжей.
Керамические мембраны очень хрупкие и могут быть легко повреждены при колебаниях температуры более чем на 1 °С/мин или при механических ударах (приобретение нового комплекта мембран стоит около 200000 ДМ). В противовес этому расходы на техобслуживание седикантера незначительны и составляют только 2 % от инвестиционной суммы.
Автоматическая CIP-очистка седи-кантера очень проста и без проблем может быть интегрирована в обычный цикл очистки на пивоваренном заводе. Очистка производится каждые 48 ч и не требует химикатов. Продолжительность очистки 1 ч, а при методе Cross Flow Filtration обычно требуется до 4 ч. Для очистки мембранной установки требуются большое количество соответственно подготовленной технологической воды и специальные химикаты.
На различных пивоваренных заводах в течение 6 мес проводили контроль качества пива из седикантера. Низкая температура процесса (3.5 °С), исключение поглощения кислорода и бережное ускорение дрожжей без разрушения клеток дали отличное качество пива. Потери экстракта и пеностабилизирующих протеинов здесь в отличие от установок с мембранными фильтрами обнаружено не было. &
4 • 2006
87
