Технологический процесс розлива пива.

Описание технологической схемы розлива в ПЭТ бутылку

Автопогрузчиком преформы на паллетах доставляются к выдувочной машине. Машина имеет систему подачи и сортировочную систему преформ. С ее помощью преформы распределяются на 16 пресформ, в которые с помощью высоконапорного воздушного компрессора и печи инфракрасного излучения происходит выдув бутылок. Машина имеет контроль бутылок, брак отводится в сторону.

После выдувной машины бутылки по так называемому воздушному транспортеру передается по линии.

Транспортер представляет собой конструкцию из высококачественной стали с подвесными деталями для передачи пустых ПЭТ бутылок от выдувной машины.

Воздушный транспортер переносит ПЭТ бутылки от выдувной машины к автоматическому ополаскивателю. Ополаскиватель работает по циркуляционному принципу. Бутылки с помощью шнека подаются на заходную звезду машины. На входе в машину имеется контроль на упавшую бутылку или бутылку большого диаметра. При срабатывании блокировок происходит остановка машины. Заходная звезда направляет бутылки к специальным захватам, которые захватывают их за горлышко. Затем с помощью кулачка бутылка переворачивается на 180°и форсунки вращающиеся синхронно с захватом, начинают разбрызгивание. Звезда на выходе движется синхронно с захватом, снимает бутылки. Ополаскиватель на входе оснащен сенсорами для распознания дефектных бутылок.

После ополаскивания бутылки по средствам звездочек передаются на розлив.

Система трехкамерная с электронным управлением. Налив происходит изобарически, под давлением. Бутылка с помощью подъемника прижимается герметично к разливному клапану. Далее идут четыре ступени процесса розлива:

нагнетание давления;

выравнивание давления и заполнение бутылки продуктом;

установление уровня напитка и прекращение процесса розлива;

сброс избыточного давления.

Между разливочной машиной и укупоркой установлен вспениватель для удаления воздуха из бутылки. Мелкозернистая пена поднимается до горлышка бутылки и вытесняет воздух.

Укопорка осуществляется завинчивающимися колпачками диаметром 28 мм. Пиво подается на блок розлива пастеризованное.

После укупорки бутылки с помощью пластинчатого транспортера передаются на этикеровочный автомат. Этикетки наклеиваются по трем позициям: фронтальная этикетка, кольеретка, и контрэтикетка. Нанесение лазерной маркировки (А1ХТЕСК) осуществляется на контрэтикетку. На этикеровочном автомате установлен контроль наклеивания этикеток. Брак по оформлению отводится в специальный “карман”. Далее транспортером продукт направляется на термоупаковку.

Бутылки распределяются на картонные поддончики и обматываются пленкой. После этого по транспортеру упаковок они переносятся на палетизатор упаковок, где складываются на европоддоны. И следующая операция обмотка пленкой.

Разлитый и упакованный продукт сдается на склад готовой продукции.

Описание технологической схемы розлива пива в бутылки.

Пиво подается из форфаса в трубопровод, идущий к насосу пастеризатора. Насос осуществляет увеличение давления примерно до 13,5 Ваг. После этого пиво поступает в секцию регенерации пастеризатора и далее в секции пастеризатора, где выходная температура равна 720С. Данная температура поддерживается в течение 30 сек под давлением около 11,5Бар. Затем пиво поступает в секцию регенерации, и далее в секцию охлаждения. После охлаждения пиво подается на блок розлива.

Ящики с тарой подаются из склада на депалетизатор. Он служит для съема ящиков с поддонов. Ящики с бутылками поступают по транспортеру на выемщик, а пустой поддон подается на палетизатор. Выемщик с помощью грейфера (грейфер - пневматическое устройство, для захвата бутылок) извлекает бутылки из ящика и ставит их на транспортер.

Транспортер доставляет бутылки в бутылкомоечную машину. Бутыломоечная машина является отмоечно-шприцевальной, в процессе прохождения ее бутылки моются внутри и снаружи, а также инфицируются.

Процесс мойки бутылок можно разделить на пять операций:

опорожнение бутылок и предварительное ополаскивание (замачивание) горячей водой;

замачивание в щелочной ванне;

удаление этикеток;

механическая очистка (ополаскивание щелочью и горячей водой);

промывка горячей водой и охлаждение холодной водой.

После бутыломоечной машины чистые бутылки проходят через инспектор бутылок, в котором осуществляется контроль бутылок. Бракованные бутылки системой транспортеров отводятся от блока розлива.

Следующим этапом в работе линии является наполнение и укупорка бутылок на блоке розлива.

В автомат розлива бутылки сначала подаются на вход с помощью червячной передачи. Затем через звездочку на входе они поступают на тарелку, расположенную под кранами розлива. Тарелка прижимает бутылку к вентилю розлива. Кольцеобразный резервуар с кранами розлива вращается, напиток с производства поступает в резервуар через насос. Наполнение бутылок напитком происходит в несколько этапов: удаление воздуха из бутылки, наполнение бутылки углекислым газом, наполнение бутылки пивом, снижение давления в бутылке.

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА………………

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ……..

3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ КОНТРОЛЛЕРА…………………………

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………

ВВЕДЕНИЕ.

Автоматизация управления является одним из основных направлений повышения эффективности производства. Ещё Ю.В. Андропов отметил, что предстоит осуществить автоматизацию производства, обеспечить широкое применение компьютеров и микропроцессорной техники.

Одним из направлений повышения эффективности энергетического производства является внедрение вычислительной техники в системах управления. Широкое внедрение АСУ – это объективная необходимость, обусловленная усложнением задач управления, повышением объёмов информации, которые необходимо перерабатывать в системах управления.

На сегодняшний день на любом серьёзном предприятии внедренены АСУТП, и АСУ выполняют до 90% задач предприятия.

В организации обслуживания технологического процесса большую роль играют локальные (местные) системы управления технологическим оборудованием и процессами и предназначены для контроля и управления отдельными, несвязными между собой объектами и в иерархической системе управления образуют нижний уровень. Эти системы управления являются одноконтурными и для синхронного управления такими системами, с моей точки зрения, наилучшим будет использование в управлении контроллера. Так как при непрерывном характере производства основной задачей автоматизации является автоматическое регулирование параметров, а при дискретном производстве (как в случае с моим технологическим процессом) – наиболее подходит программно логическое управление. В данном технологическом процессе следует заметить, что цех выпускает 5000 бутылок минеральной воды в час, и подсчёт и регистрация товара с помощью рабочего персо-

нала может быть ни всегда точна. Так же нужно заметить, что при неправильной настройке разливочного автомата приводит к порче продукта (взрыв бутылки), чтобы оптимально быстро настроить его, необходима информация о таких показателях, как давление в камере разливочного автомата за некоторые промежутки времени (статистика во времени), эту информацию регистрировать, с помощью рабочего персонала, не всегда удаётся качественно, а с малым промежутком времени (шагом между замирениями) практически невозможно. Так же в целях безопасности, так как этому технологическому процессу свойственна повышенная влажность, а все системы управления построены на электрической цепи, нужно отказаться от безконтроллерного способа управления ТП. Поэтому я считаю необходимо внедрить в ТП по розливу минеральной воды программно логическое управление на основе контроллера и программного обеспечения к нему, которые будут брать на себя все вычисления, регистрацию, измерения и другую трудоёмкую работу.

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Структурная схема технологического процесса представлена на рисунке 1.1 Для большей ясности я разбил данный технологический процесс на 10 частей:

1. Первая часть представляет собой ёмкости для привозной минеральной воды (Н-1 и Н-2). Количество ёмкостей 2 штуки по 24 тонны. Эти ёмкости вынесены за пределы цеха в целях безопасности жизнедеятельности.

2. Вторая часть представляет собой пищевой электронасос А9-КНА (2*105? Па), который качает воду из накопителей в керамические фильтры Ф1 и Ф2 (марка закрашена).

3. В третью часть технологического процесса я включил фреоновый компрессор и ёмкостной накопитель Н-3 для охлаждения перекачиваемой, с помощью центробежного насоса ЦН-1, воды, поступающей из фильтров Ф1 и Ф2, до оптимальной температуры +4 С для смешивания привозной минеральной воды с углекислотой.

4. Четвёртая часть включает в себя установку, куда подводятся баллоны с углекислотой (давление в баллоне 70МПа), подводка баллонов последовательна. Подача углекислоты регулируется с помощью пневматического редуктора давление на выходе для пневматического редуктора 2Мпа. Так же предусмотрены датчики расхода для визуального контроля.

5. Пятая часть представляет собой сатуратор, где происходит смешение минеральной воды, перекачиваемой из охлаждающей ёмкости Н3 с помощью двух центробежных насосов ЦН-2 и ЦН-3, и углекислоты.

6. Шестая часть включает в себя бутыломоечную машину АММБ для мытья и дезинфекции тары. Для мытья бутылок в машину подаётся вода под давлением P = 2МПа; в количестве F = 6м3?/мин. На выходе предусмотрен световой экран для визуальной проверки качества помытой тары, то есть на выходе из бутыломоечной машины. Качеством в данном случае является целостность бутылки и её чистота.

7. Седьмая часть технологического процесса – это разливочный моноблок, его можно разделить на три составные:

Дозировка – для подачи сиропа, если выпускается сладкая вода;

Автомат для розлива жидкости под давлением, так как в данном технологическом процессе розлив в бутылку производится не по уровню (на каждую бутылку конкретное количество минеральной воды), а по соотношению давления в камере разливочного автомата и давления в бутылке;

Укупорочный автомат (марка УБ) – для укупорки бутылки жестяной пробкой.

8. Восьмая часть – это экспедиционный автомат БА, он служит для выявления брака, качеством здесь является: укупорка бутылки должна быть произведена таким образом, чтобы бутылка не треснула и должна быть герметично закрыта во избежание разгазирования, а так же попадания посторонних тел, таких как частички грязи, кусочки стекла и так далее.

9. Девятая включает в себя этикировочный автомат ВЭМ 614, он служит для автоматической наклейки этикетки. Если залитая бутылка прошла экспедиционный автомат, то далее на неё наклеивается этикетка, соответствующая содержимому бутылки. В данном случае этикетка должна подаваться не ленточной подачей, а в заранее порезанном виде.

10. Десятая часть – это упаковка, полностью производится с помощью рабочего персонала в два человека.

От одной части технологического процесса к другой, подача бутылки осуществляется с помощью конвейера.

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

2.1. Описание расширенной функциональной схемы автоматизации розлива минеральной воды.

Расширенная ФСА представлена на рисунке 2.2.

В данном технологическом процессе предусмотрены схемы блокировки, сигнализации и защиты. При достижении уровня (позиция 1) верхнего или нижнего в розливочном автомате РА, электрический клапан (позиция 1) будет закрыт или открыт соответственно.

При достижении уровня (позиция 2) верхнего или нижнего в сатураторе, центробежные насосы (позиция 2) будут отключены или включены соответственно.

При достижении уровня (позиция 3) верхнего или нижнего в охлаждающей ёмкости Н-3, центробежный насос (позиция 3) будут отключен или включен соответственно.

При достижении температуры (позиция 4) верхнего или нижнего в охлаждающей ёмкости Н-3, электрический клапан (позиция 4) будет закрыт или открыт соответственно.

В ёмкости розливочного автомата РА производится контроль за качеством (позиция 5).

3.2. Выбор средств автоматизации.

Для автоматизации технологического процесса необходимо использовать ряд приборов преобразователей и датчиков.

Контроль температуры осуществляется с помощью термопары ТХК – 0179 (позиция 4-1). Для введения их в контакт необходимо пронормировать с помощью преобразователя Ш – 703 (позиция 4-2). Основная погрешность 0.53 – 1.35%.

Управление исполнительным механизмом осуществляется кнопками ПКЕ – 212С (позиция 1-6, 1-7,2-6, 2-7, 3-6, 3-7, 4-6, 4-7). С пульта управления оператора через магнитный пускатель ПМЕ – 011 (позиция 1-4, 1-5, 2-4, 2-5, 3-4, 3-5, 4-4, 4-5).

В качестве исполнительных электрических механизмов используются Др-М (позиция 1-7, 4-8). Вступает в работу по получению импульса от датчика, после чего ведёт отработку самостоятельно и после открытия или закрытия клапана автоматически останавливается.

Для контроля качества минеральной воды применяется анализатор концентрации ДКБ-1М (позиция 5-1), с нормированным выходным сигналом 0..5 мА.

Для контроля уровня применяется уровнемер LABKO – 2W (позиция 1-1, 2-1, 3-1). Выходной сигнал нормируется при помощи преобразователя Сапфир –22ДД (позиция 1-2, 2-2, 3-2).

3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ КОНТРОЛЛЕРА.

Для лучшего понимания программы я представил её алгоритм:

В контурах 1, 2, 3 (рисунок 2.2.) ведётся контроль за уровнем в розливочном автомате РА, сатураторе, охлаждающей ёмкости Н-3.

В контуре 4 ведётся контроль температуры в охлаждающей ёмкости Н-3.

В качестве кодовых комбинаций принимаем следующие значения:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цель данной курсовой работы была разработка программного обеспечения программируемого контроллера для управления технологическим процессом розлива минеральной воды.

Цех розлива питьевой воды в бутылки различного обьема:

На нижеприведенной схеме отражен цех розлива - вариант размещения линии розлива воды с производительностью 80 бутылок в час в максимальной комплектации. То есть термотоннель для усадки колпачков и упаковщик бутылок 19 литров в ПЭ пакеты - это опциональное оборудование и приобретается по желанию заказчика.

Данная схема разливочного цеха является примерной - для предварительного понимания необходимых размеров помещения. Чтобы заказать подробную схему размещения оборудования на производственных площадях для вашего бизнеса,


На схеме ниже представлен вариант размещения оборудования розлива в бутыли 19 литров с производительностью 150 бутылок в час. Основу такой линии составляет - QGF-150 WellSpring.


На последней схеме представлен вариант размещения с производительностью 240 бутылок в час.


Данные схемы являются типовыми и приведены на нашем сайте для примера. Инженеры нашего Сервисного центра разработают проект размещения линии розлива воды и напитков на производственных площадях конкретно для Вашего предприятия с учетом производительности и с подводом коммуникаций.

Схема размещения оборудования в цеху розлива " ":

в бутыли 19 литров, как правило, включает в себя следующий набор оборудования:

АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПИВА

Отлежавшийся солод из склада (рис. 127) подают в воздушноситовой сепаратор 1, а затем шнеком 2 в сборник очищенного солода 3. Ячмень шнеком 2 также подают в воздушно-ситовой сепаратор 1, а затем норией в сборник ячменя 15. Солод и ячмень пропускают через магнитную колонку 4, взвешивают на автоматических весах 5 и измельчают: солод на установке для мокрого дробления 6, а ячмень на мельничном станке 16. Вода на технологические нужды поступает из сборников 10 и 11. Затирание проводят в заторно-варочном аппарате 7, в который дробленый солод поступает самотеком, а измельченный ячмень из сборника 17- с помощью шнека 2. Сюда же поступает сахарный раствор, приготовленный в реакторе 9 и профильтрованный через ловушку 8. Затор фильтруют в фильтрационном аппарате 14. Прозрачное сусло и промывные воды насосом 13 перекачивают в сусловарочный аппарат 18, в котором сусло упаривается до заданной начальной концентрации. Хмель из склада подают в расходный сборник 12, откуда заданные порции хмеля через воронку поступают в сусловарочный аппарат 18. Пивную дробину насосом перекачивают в расходный сборник для реализации.

Горячее сусло из сусловарочного аппарата 18 самотеком направляется в хмелеотборный аппарат, откуда насосом оно перекачивается в гидроциклонный аппарат 28 для осветления. Насос 2.0 перекачивает осветленное сусло в пластинчатый теплообменник 29, где оно охлаждается до 6 °С, а затем поступает в аппарат главного брожения 34.

Для приготовления чистой культуры дрожжей предусмотрена установка, состоящая из стерилизаторов сусла 25, 27 и цилиндра для разбраживания дрожжей 26. Сброженная чистая культура дрожжей сжатым воздухом передавливается в ток сусла, поступающего на брожение. Избыточные дрожжи из аппаратов главного брожения 34 с помощью вакуума отбираются в вакуум-монжю 31. Семенные дрожжи воздухом передавливаются на вибросито 30 для очистки. Очищенные дрожжи самотеком поступают в монжю 31 на хранение. С помощью вакуум-насоса 32 они направляются в производство. Воду для заливки дрожжей охлаждают в баке 24. Избыточные дрожжи, пройдя монжю 31, сжатым воздухом направляются в сборник 33, из которого насосом 20 перекачиваются на реализацию.

Дезинфицирующие растворы готовят в сборниках 19, 21 и 22. После фильтрования на фильтре 23 они подаются на дезинфекцию оборудования.

Молодое пиво из аппаратов 34 насосом 2.0 перекачивают в аппараты для дображивания и созревания пива (лагерные танки) 35. По окончании дображивания через смесительный фонарь 36 пиво насосом 37 подается для охлаждения в пластинчатый теп-лообменник 38, а затем для фильтрования в диатомитовый фильтр 39. Сортовое пиво дополнительно фильтруют через картонный фильтр 40, охлаждают до 1 С в теплообменнике 41, насыщают оксидом углерода (IV) в карбонизаторе 42 и собирают в сборниках-мерниках 43, откуда оно поступает на розлив.

Рис. 127. Аппаратурно-технологическая схема производства пива

Контрольные вопросы

1. Какими показателями отличается «Жигулевское» пиво от «Украинского»?

2. Воду какой жесткости используют для производства пива? Укажите соотношение ионов кальция и магния в воде.

3. Какие свойства придают пиву хмель и хмелепродукты?

4. Зачем и в каком количестве используют различные ферментные препараты в производстве пива?

5. Из каких составных частей состоит помол пивоваренного солода?

6. Чем отличается настойный способ затирания от одноотварочного? Укажите технологические параметры одноотварочного способа.

7. Какова продолжительность кипячения сусла с хмелем?

9. Чем отличается процесс сбраживания пивного сусла от дображивания пива?

Производство водки включает подготовку воды, приготовление водно-спиртовой смеси, фильтрацию водно-спиртовой смеси, обработку водно-спиртовой смеси активным углем, фильтрацию водки и доведение ее до стандартной крепости, подготовку посуды и розлив. Аппаратурно-технологическая схема полунепрерывного производства водки представлена на рис. 1.

Подготовка воды. Ликерно-водочные заводы используют воду городских водоканалов и артезианских скважин. В алкогольных напитках содержится до 85% воды, поэтому качество готовой продукции в значительной степени определяется органическими и минеральными примесями воды. Наибольшее значение придают жесткости, которая зависит от содержания в воде гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов и других солей кальция и магния.

При смешивании спирта с водой растворимость солей кальция и магния понижается. Особенно плохо растворяется в водно-спиртовых смесях гидрокарбонат кальция - Са(НС0 3) 2 .

Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема полунепрерывного производства водки:

1 - солерастворитель; 2 - ионнообменный реактор; 3 - мерник умягченной воды; 4, 5 - мерники спирта; в - смеситель; 7 - насос; 8 - напорный резервуар для водно-спиртовой смеси; 9 - однопоточный песочный фильтр для предварительной фильтрации; 10 - реактор-адсорбер; 11 - однопоточный фильтр для окончательной фильтрации; 12 - расходомер; 13 - сборник готовой продукции; 14 - теплообменник; 15 - ловушка-адсорбер; Б - поваренная соль; В -вода; Г -водка; Е - воздух; К - канализация; Я-исправимый водочный брак для повторного использования; О - конденсат спиртовых паров (спиртовые отгоны); П -пар; Р - дополнительное сырье; С - спирт.

В водках, приготовленных на жесткой воде, выпадает осадок, в состав которого входит главным образом карбонат кальция - СаСО 3 . Образование осадка приводит к потере товарного вида готовой продукции и значительно удорожает подготовку стеклянной тары при повторном ее использовании, поэтому напитки готовят на воде с жесткостью до 1,6 мг*экв/л.

Большое влияние на показатели качества воды оказывают примеси, находящиеся в концентрациях, превышающих пороговые, т. е. минимально ощутимые. Так, катионы магния сообщают воде горьковатый привкус, железа - железистый, а меди - металлический. Газы аммиак и сероводород обусловливают характерный неприятный вкус и запах воды. В воде могут содержаться песок и глина. Эти взвеси ухудшают ее прозрачность и засоряют трубопроводы. В весенне-летний период в воде повышается содержание кремниевой и гуминовой кислот, которые находятся в тонкодисперсном состоянии (размер частиц 1*10 -5 -1*10 -6 мм ) и образуют устойчивые, плохо осветляемые растворы. Из такой воды нельзя получить водку высокого качества.

К технологической воде в ликерно- водочном производстве предъявляют очень высокие требования. Исходную воду подрабатывают с целью ее очистки и умягчения до 0,35 мг*экв/л. В практике заводов применяют следующие способы подготовки воды: осветление, умягчение и дезодорацию.

Осветлением называют процесс выделения из воды различных твердых частиц. Грубодисперсные взвеси - песок и глину - обычно удаляют фильтрацией через фильтры, заполненные

слоем кварцевого песка. Тонкодисперсные взвеси - гумми-вещества и кремниевую кислоту удаляют коагуляцией с последующей фильтрацией воды через песочные фильтры. Коагуляция - процесс укрупнения частиц дисперсной системы вследствие их взаимного слипания. Для укрупнения частиц, несущих отрицательный заряд, в воду задают специальные вещества - коагулянты, нейтрализующие заряд взвесей или понижающие его до критического значения. При этом укрупненные частицы оседают в виде хлопьев и вода осветляется.

В качестве коагулянтов применяют, сульфат алюминия или сульфат железа из расчета 50-100 г на 1 л воды.

Умягчение - удаление из воды катионов кальция и магния, обусловливающих ее жесткость. Наиболее распространен в промышленности ионнообменный способ умягчения воды. Он основан на способности некоторых практически нерастворимых в воде органических или неорганических веществ, называемых катионитами, обменивать катион Na+ своих активных групп на катионы Са 2+ и Mg 2+ , содержащиеся в воде. Умягчаемую воду пропускают через слой катионита. Реакции ионного обмена обратимы и для катионита в Na-форме представлены в следующем виде:

Умягчающая способность катионита постепенно истощается. Ее восстанавливают регенерацией раствором поваренной соли. При регенерации реакция ионного обмена смещается справа налево.

Воду умягчают в установке, главным элементом которой является ионнообменный реактор, 2 (рис. 1). Реактор представляет собой цилиндрический сосуд. На бетонной подушке реактора расположено дренажное устройство для равномерного отвода умягченной воды и солевого раствора при регенерации катионита; оно используется также для подвода воды при взрыхлении. На бетонную подушку насыпан слой песка, служащий для предотвращения уноса катионита в дренажную систему. На песок насыпан катионит слоем 1,5 м. В качестве катионита применяют сульфоуголь или синтетическую смолу КУ-2-8чС, превышающую по обменной способности сульфоуголь в три раза.

Реактор работает под давлением до 0,5 МПа, имеет диаметр 0,7-1,0 м, высоту 3,2-3,6 м.

Полный цикл работы установки включает умягчение воды, промывку, взрыхление, регенерацию и отмывку водой катионита. Неумягченная вода поступает в реактор сверху вниз, проходит через катионит со средней линейной скоростью 15 м/ч и направляется в сборник-мерник умягченной воды 3 (рис. 1). Когда жесткость воды в сборнике увеличится до 0,1 мг-экв/л, умягчение прекращают и приступают к промывке катионита водой снизу вверх. После промывки восстанавливают обменную способность катионита 10%-ным раствором соли, непрерывно поступающей из солерастворителя. Далее катионит отмывают от следов соли и приступают вновь к умягчению воды.

Длительность цикла зависит от жесткости исходной воды и обменной способности катионита; она обычно находится в пределах от 12 до 48 ч.

Цель дезодорации - устранить из воды неприятные запахи и привкусы, обусловленные небольшим количеством примесей органического происхождения. Для этого используют химические и физико-химические методы обработки воды. Г. И. Фертман и Б. П. Луцкая рекомендуют дезодорировать воду для алкогольных напитков с помощью древесного активного угля или ионнообменной смолы - макропористого анионита АВ-22.

Приготовление водно-спиртовой смеси. Для приготовления водки спирт смешивают с очищенной и умягченной водой. Водно-спиртовая смесь называется сортировкой. В сортировку добавляют также вспомогательное сырье. Например, на 1000 дал водки «Экстра» вносят 25 кг сахара и до 10 г дихромата калия.

Водно-спиртовые смеси готовят периодическим и непрерывным способами. При периодическом способе применяют стальные смесители d: Н = 1: 1,2; V=3-12 м 3 . Приготовление сортировки длится примерно 1,5 ч. Вначале в смеситель из мерников задают расчетное количество спирта, а затем воду. Смесь перемешивают центробежным насосом или сжатым воздухом в течение 5-20 мин, а затем корректируют ее крепость добавлением воды или спирта.

После добавки водных растворов вкусовых веществ смесь вновь перемешивают и перекачивают насосом в напорные резервуары. Воздух, содержащий пары спирта, направляют в ловушку-адсорбер.

Рис. 2. Схема установки для непрерывного приготовления водно-спиртовой смеси:

1 - сборник-мерник спирта; 2- сборник-мерник воды; 3,4- регуляторы напора спирта и воды соответственно; 5 - расходомер спирта; 6 - расходомер основного потока воды; 7- расходомер дополнительного потока воды; 8 - смеситель; 9- насос; 10- вентиль; 11- воздухоотделитель; 12 - отборное устройство для регистрации давления; 13 - преобразователь температуры; 14 - преобразователь плотности; 15 - регулятор плотности водно-спиртовой смеси с коррекцией по температуре; 16 - исполнительный механизм; Б- водно-спиртовая смесь; В - умягченная вода; Г - воздух; С - спирт.

Cxeмa установки для непрерывного приготовления однородной по составу водно-спиртовой смеси представлена на рис. 2. Установка оборудована приборами для автоматического контроля и регулирования концентрации спирта в смеси с точностью +0,1% об. от номинальной. Работа установки состоит в следующем. Спирт и вода в соотношении 1:1, 38+1,44 через регуляторы напора и расходомеры соответственно поступают в двухступенчатый смеситель проточного типа. Такое соотношение потоков позволяет получить крепость сортировки выше номинальной на 0,5+1,5%. При выходе из смесителя сортировка засасывается и дополнительно перемешивается центробежным насосом, работа которого контролируется мановакуумметрами, а производительность регулируется вентилем.

Автоматическое устройство обеспечивает подачу дополнительного количества воды для получения номинальной крепости сортировки. Растворы вспомогательного сырья дозируют через особые мерники.

Приготовленная сортировка через воздухоотделитель далее направляется на фильтрацию.
Описанный способ позволяет при производительности установки 3- 5 м 3 /ч обеспечить стабильность крепости сортировки, снизить потери спирта и высвободить производственные площади.

Фильтрация водно-спиртовой смеси. Водно-спиртовую смесь фильтруют на типовых песочных фильтрах цилиндрической формы (d=0,7 м, Н = 1,1 м). Фильтры загружают двумя слоями мелкого и крупного песка и оборудуют прокладками из фланели или сукна. Сортировка поступает непрерывно и проходит через фильтр сверху вниз с линейной скоростью 0,77 м/ч. После фильтров смесь направляется в угольные реакторы. При снижении скорости фильтрации производят регенерацию песка промыванием его водой и слабым раствором соляной кислоты в специальных пескомоечных машинах.

Фильтр работает без перезарядки около месяца.

На ликерно-водочных заводах применяются также высокопроизводительные одно- и двухпоточные фильтры, представляющие собой модернизированные типовые фильтры. В них нет матерчатых прокладок, песок строго уложен по фракциям. Фильтры оборудованы коллекторами для равномерного поступления исходной сортировки в один или два потока. Вывод профильтрованной смеси осуществляется через дренажные перфорированные устройства. Песок регенерируют в течение 10 мин обратным током водно-спиртовой смеси без вскрытия фильтра. Скорость фильтрации смеси на двухпоточном фильтре возрастает до 7,0 м 3 /ч, а продолжительность непрерывной работы до 8 мес.

Производительность такого фильтра почти в 10 раз выше, чем типового, она равна 2,5-3 м 3 /ч.

Обработка водно-спиртовых смесей активным углем. В ликерно-водочном производстве применяют березовый активный уголь марки БАУ (ГОСТ 6217-52). Величина зерен такого угля от 1 до 5,0 мм. В угле содержится адсорбированный кислород и окислы некоторых металлов, поэтому при обработке сортировки углем происходят как сорбционные, так и окислительные процессы. В результате этих процессов, изменяется химический состав сортировки и улучшаются органолептические показатели.

Обработку сортировки активным углем осуществляют непрерывно двумя способами: динамическим и в «псевдокипящем» слое сорбента. В первом случае водно-спиртовую смесь пропускают через реактор колонного типа (d = 0,7 м, Н = 4,3 м), заполненный активным углем, высота слоя которого равна 4,0 м. Во втором - с целью оптимизации окислительных и сорбционных: процессов и снижения удельного расхода угля сортировку пропускают через систему реакторов, в которых создан турбулентный режим движения- потока.

Интенсивность потока смеси выше критической- 5-8 л/(м2-с), что обеспечивает переход неподвижного слоя" угля во взвешенное состояние и значительно повышает производительность- установки.

Установка для обработки сортировки активным углем в динамическом" режиме (рис. 3) состоит из реактора, песочных фильтров и теплообменника. Технология обработки заключается в следующем. Профильтрованная водно-спиртовая смесь непрерывно поступает в реактор снизу и проходит слой угля с различной скоростью в зависимости от сорта водки и степени использования угля.

При использовании свежего адсорбента скорость обработки сортировки" водки «Экстра» - 0,3 м 3 /ч, а «Водки» - 0,6 м 3 /ч. Смесь выводится из реактора сверху и направляется для окончательной фильтрации в песочный фильтр.

В процессе эксплуатации реактора активность угля истощается, поэтому скорость прохождения смеси постепенно снижают, но не меньше чем до- 0,05 м 3 /ч. Контролируют работу реактора по разности во времени раскисления перманганата калия сортировкой до и после обработки ее углем. Если эта разность будет меньше 2,5 мин, фильтр отключают на регенерацию..
Длительность межрегенерационного периода составляет от 1 до 5 мес. Перед регенерацией реактор освобождают от водно-спиртовой смеси. Уголь регенерируют паром в течение 6 ч при давлении 0,07 МПа и температуре 115°С. Образовавшиеся водно-спиртовые пары поступают в теплообменник. Полученный конденсат паров крепостью 55% об. направляют на денатурацию или ректификацию.

Для снижения потерь спирта вытесняемый из аппаратов воздух выводят в атмосферу через ловушку, заполненную активным углем.

На Московском ликерно-водочном заводе введена в действие установка для обработки сортировки в псевдокипящем слое мелкозернистого активного угля. Производительность установки 5 м3/ч. В качестве реакторов использованы угольные колонны с диаметром 0,7 м, оборудованные расширителями-сепараторами для предотвращения уноса частичек угля из аппарата.

Фильтрация водки и доводка ее до стандартной крепости . Водку фильтруют после обработки активным углем

на песочных фильтрах описанной выше конструкции. При использовании взвешенного слоя угля ее фильтруют дважды: вначале на фильтре с намывным слоем, а затем на песочном фильтре. Применение первого фильтра повышает качество фильтрации и увеличивает длительность межрегенерационного периода песочного фильтра. В качестве намывного слоя применяют диатомит или мелкозернистый активный уголь. Полученную прозрачную водку направляют в сборник готовой продукции.

В необходимых случаях корректируют крепость водки добавлением исправленной воды или спирта.

Рис. 3. Схема установки для непрерывной обработки водно-спиртовой смеси во взвешенном слое активного угля:

1 - двухпоточный песочный фильтр для предварительной фильтрации; 2 - ротаметры; 3 - реакторы; 4 - дозатор фильтрующего материала; 5 -насос; 6-фильтр с намывным слоем; 7 - пневморегулятор; 8- двухпоточный песочный фильтр для окончательной фильтрации; В - вода; Г - воздух в спиртоловушку; Д - фильтрующий материал; И - исправимый брак для повторного использования; О - конденсат спиртовых паров после регенерации; П - пар; С - водно-спиртовый раствор.

Потери спирта при приготовлении, фильтрации и обработке сортировки активным углем полунепрерывным способом составляют 0,6-0,7% к введенному.