Alfa Laval - Кратко ръководство за производство на бира

Кратко ръководство за производство на бира

Бирата се счита за една от най-сложните ферментирали напитки поради нейния вкус, цвят, разнообразие и усещане в устата. Освен това в бирата се използва голямо разнообразие от съставки, поради което тя е толкова сложна.

DATE 2021-12-21

Независимо каква бира искате да варите, нашите доказани решения за пивоварство за промишлени и занаятчийски пивоварни, както и нашият опит и ноу-хау в пивоварната промишленост ще ви помогнат да подобрите и увеличите производството си. С решенията за пивоварство на Alfa Laval се гарантира, че можете да предоставите висококачествени продукти на клиентите си, като същевременно увеличите продукцията си и разнообразите продуктовото си портфолио. Ние можем да ви предоставим цялото необходимо оборудване за вашия процес на варене на бира.

brewery_640x360.jpg

 

Съдържание

1. Процесът на варене стъпка по стъпка

1.1 Пивоварна (приготвяне на пивната мъст, отделяне на утайките (труб), охлаждане на пивната мъст)

1.2 Конструкция на студен блок (управление на дрожди и ферментация и сухо охмеляване)

1.3 Филтриране и обработка на бира (филтриране на бира, смесване на газ, корекции на алкохолно съдържание и добавки, смесване в резервоари за филтрирана бира, пастьоризация, стерилна филтрация)

1.4   Почистване на място (CIP)

 

2. Оптимизирайте вашето пивоварство

2.1 Проектирайте изба за ферментация от световна класа за вашата пивоварна

2.2 Намалете времето за производство на бира и увеличете продукцията

2.3 Намалете отпадъците от пивоварството

2.4 Разнообразете своята продуктова линия с безалкохолна бира

 

3. Постигнете целите си за устойчивост

3.1 Намалете консумацията на вода и енергия чрез почистване на място (CIP) 

3.2 Намалете въглеродния отпечатък на вашата мрежа за дистрибуция на бира

                              

1. Процесът на варене стъпка по стъпка

Процесът на варене се състои в покълването на ечемика чрез накисването му във вода, след което се суши и смила. Добавя се вода и се загрява, за да се отделят захарите. След това получената течност, наречена „пивна мъст“, се отделя от отработеното зърно и се поставя във ферментационни резервоари, където дрождите превръщат захарите от пивната мъст в алкохол. След ферментацията бирата се кондиционира и филтрира.

1.1 Пивоварна

Приготвяне на пивна мъст

Пивната мъст се извлича от зърното и се използва за ферментация на бира. Получава се чрез пасиране и последващо отделяне на зърнената обвивка чрез процеса на измиване. След това пивната мъст се събира и се вари с хмел. Когато дрождите се добавят към охладената пивна мъст, ферментацията превръща охмелената мъст в бира.

Някои от най-често срещаните проблеми с подготовката и ферментацията на пивната мъст включват бавното производство на пивна мъст, големите количества използвана енергия и вода, загубата на съставки и развалянето.

Отделяне на утайките (труб)

Отделянето на утайките (труб) има три основни предимства:

По-бързо охлаждане на пивната мъст: Тъй като пивната мъст циркулира, това спомага за по-бързото охлаждане

По-чиста пивна мъст: Отделянето на утайките (труб) спомага за по-бистра пивна мъст, като студените твърди частици в центъра. По този начин охладената пивна мъст може да се сифонира, за да се избегне прехвърлянето

Подобрен вкус и аромат: Кипенето на пивната мъст може да придаде неприятен вкус на варена царевица. Отделянето на утайките (труб) охлажда бързо пивната мъст, което осигурява по-добър вкус и аромат, без добавяне на твърде много горчивина.

Охлаждане на пивната мъст

След сваряването на пивната мъст е важно да я охладите възможно най-бързо, за да започне процеса на ферментация и да се избегнат потенциални бактерии. Твърде бързото охлаждане на пивната мъст обаче може да спре процеса на разлагане.

Оборудване за пивоварна

 

1.2 Конструкция на студен блок

Brewery_Cold-Block-Maya-2_re_640x360 (002).jpg

Управление на дрожди и ферментация

Управлението на дрождите и ферментацията са съществени части от студения блок. Важно е да разполагате с подходящо оборудване, за да предотвратите замърсяване, да гарантирате висока жизненост на дрождите и да осигурите ефективен процес на ферментация.

Сухо охмеляване

Сухото охмеляване е процесът на добавяне на хмел към ферментацията, за да се добави повече аромат на бирата. По традиция, сухо охмеляване се извършва при бира пейл ейл и Индия пейл ейл (IPA), но се използва и при варенето на други видове бира.

Норвежкият производител на крафт бира, Lervig, реши да подобри процесите на сухо охмеляване в пивоварната си и да намали времето за задържане на хмела от дни на часове, като същевременно намали загубата на бира с 40%. Те очакват да възстановят инвестициите си след използване на всеки резервоар 30 пъти.

 

Оборудване за студен блок

 

1.3 Филтриране и обработка на бирата

Филтриране на бирата

Филтрацията с кизелгур или с напречен поток са често срещани процеси на филтриране за премахване на почти всички дрожди и други нежелани вещества, които могат да влошат качеството на вашата бира.

Смесване на газ, регулиране на алкохолното съдържание, добавки

Въглеродният диоксид е естествен за процеса на варене и затова е важно да се осигури оптимално ниво на концентрацията му с цел перфектна текстура и вкус на бирата.

Смесване в резервоари за филтрирана бира

Смесването в резервоари за филтрирана бира е необходимо за партидно дозиране и хомогенизиране или когато искате да създадете продукти като Shandy или Radler.

Пастьоризация

Пастьоризацията (т.е. висока температура) е класическият метод за унищожаване на микроорганизмите в последния етап преди поставянето на бирата в опаковки.

Стерилна филтрация

В наши дни много пивоварни избират стерилната филтрация като алтернатива на пастьоризацията, тъй като това прави възможно премахването на нежеланите микроорганизми преди бирата да бъде поставена в бутилки или бурета.

beer_sterile_filtration_duoline_640x360.png

Оборудване за филтриране и обработка на бира

 

1.4 Почистване на място (CIP)

След сухото охмеляване резервоарите и процесите надолу по веригата могат да се запълнят или запушат с отработени остатъци от хмел. Утайките неизбежно се озовават в резервоарите, в тръбопроводите – и практически почти навсякъде. Почистването им отнема значително време, което означава, че е необходимо повече време за приготвянето на всяка партида бира, което допълнително намалява общата степен на използване на оборудването за варене. Внедряването на оборудване за почистване на място във вашия процес обаче може да ви спести много време.

Какво е почистване на място и защо се използва в пивоварната?  

Почистването на място (CIP) е процесът на почистване на оборудването на първоначалното му място, без да го разглобявате. Този процес се превърна в стандартен промишлен метод за почистване поради изключителната си ефективност. 

Chart Cleaning-in-Place.png

Предимства на почистването на място

  • По-ефективно:  Оборудването за почистване на място на Alfa Laval оптимизира интензивността на намокряне, широчината на окото и скоростта на почистващата струя – трите критични параметъра за почистване на съда. Освен това има минимални изисквания за източване на водата по време на етапа на предварително изплакване. С тази технология оборудването на Alfa Laval осигурява минимално замърсяване на съда от детергент поради отстраняването на всички дрожди и остатъци по време на предварителното изплакване.
  • Спестява време и пари: Използването на CIP система спестява време, химикали (тъй като можете да използвате дадена партида химикали няколко пъти) и вода. Всички тези дейности ви спестяват пари в дългосрочен план.
  • Намалена експозиция на вредни химикали:  Съвременните CIP системи са самостоятелни и автоматизирани, като ограничават излагането на човека на вредни почистващи химикали.

Cleaning equipment

 

2. Оптимизирайте вашето пивоварство

2.1 Проектирайте изба за ферментация от световна класа за вашата пивоварна

Отлежаването на бирата е неразделна част от пивоварния процес. Периодът от време в избата, необходим за прясна варка на бира, варира в зависимост от вида на бирата. Например, повечето ейлове изискват много малко (или никакво) време за престой в изба, докато светлите бири се нуждаят от по-дълго време за отлежаване.

Светлите бири отлежават на студено в изба от две до пет седмици (или повече) в зависимост от щама на дрождите и ABV на крайния продукт, наред с други фактори. Студеното отлежаване на светлите бири създава свежия, чист завършек, който се свързва с вида на бирата.

Нашите експерти споделят девет съвета относно това как да намалите разходите за енергия и вода, както и как разумно да ги увеличите, когато капацитетът се увеличи.

  1. Оптимизирайте пространството във ферментационната изба
  2. Групирайте ферментационните резервоари
  3. Въведете гъвкавост на процеса по отношение на разположението на ферментационните резервоари
  4. Планирайте трасетата на тръбите така, че да достигат без препятствия до почти всяка крайна точка
  5. Изберете резервоари, монтирани върху опорна плоча вместо резервоари, монтирани върху опорни крака 
  6. Проектирайте съвременни блокове с клапани
  7. Заварете клапан за пробовземане директно към линията за пробовземане
  8. Автоматизирайте управлението на плътността във ферментационните резервоари
  9. Използвайте съоръжения за ферментационни изби

 Решения за пивоварни

 

2.2 Намалете времето за производство на бира и увеличете продукцията

Създаването на отлична бира зависи до голяма степен от използваните съставки. За съжаление, много от алтернативните процеси за филтриране и утаяване ще унищожат аромата на летливите вещества и вкусовете, които трябва да отличават вашата бира. Филтрите за бира са относително достъпни, обаче те са бавни и причиняват значителни загуби на продукт, тъй като не могат да филтрират това, което е на дъното на ферментационния резервоар, без да се запушат.

Сепараторите са най-интелигентният начин за отстраняване на твърдите частици без унищожаване на ползите от уникалните съставки. Освен това центрофугите се считат за най-доброто оборудване за увеличаване на продукцията. Със същия брой резервоари можете да увеличите производствения си капацитет между 15 и 20%. Всеки продаден литър помага за изплащане на инвестицията в машината.

Освен това благодарение на центрофугата желаната консистенция на продукта може да бъде достигната само за няколко часа, докато стандартното утаяване и филтриране изисква няколко дни за същия работен цикъл.

Как функционира? Прясно ферментиралата бира навлиза в центрофугата, където се сблъсква с редица бързо въртящи се пластини. Твърдите вещества (дрожди, твърди частици от хмел и протеини за пивоварство) се центрофугират към краищата и се изхвърлят, докато избистрената бира остава и излиза отгоре, което означава, че кръговото движение в резервоара е много по-бързо.  

Центрофуги за пивоварна

 

2.3 Намалете отпадъците от пивоварството

При всеки етап от този процес се получават отпадъци. За всеки 1000 тона произведена бира могат да се получат от 137 до 173 тона твърди отпадъци под формата на отработено зърно, „труб“ (нежелани утайки, получени по време на производството на пивна мъст), отпадъчни дрожди и „кизелгур“ – вещество, използвано за филтриране на бирата.

Пивоварните могат да намалят проблема с отпадъците обаче, като преобразуват някои странични продукти от пивоварния процес (дрожди и зърнени храни) в ценни продукти. Например, значително количество бира може да бъде възстановено в основните технологични линии за пивна мъст и бира, намалявайки огромните обеми отпадъци.

Гамата центробежни сепаратори BREW на Alfa Laval и сепараторите BRUX за възстановяване на бира, използвани съвместно с мембранни модули M39 за филтриране на бира, могат да възстановят количествата бира, които иначе биха била загубени. Излишните дрожди може да се събират в резервоар и да се обработват допълнително в мембранната система, където бирата се отделя от дрождите чрез филтриране. Филтрираната бира с добро качество се възстановява, а отпадъчните дрожди се концентрират. С този метод се намалява между 30 и 50 процента от обема на дрождите и може да се възстанови подобно количество бира.

Bottom-fed_fully_hermetic_Brew_250_centrifuge_640x427.JPG

 

2.4 Разнообразете вашата продуктова линия с безалкохолна бира

Все повече клиенти избират напитки с алкохолно съдържание 0,0%. Тази тенденция се отнася до голяма степен за ориентираното към здравословен живот младо поколение. Според прогнозите глобалният пазар на безалкохолна бира ще се увеличава с кумулативен годишен темп на растеж (CAGR) 8,1%, достигайки 35,6 милиарда долара до 2030 г.

Отстраняване на алкохола от бирата

Приготвянето на безалкохолна бира изисква раздробяване и варене на пивната мъст до смесване и ферментация с хмел, при което се получава етанол. Най-добрият начин за отстраняване на алкохола, произведен при този процес, е използването на подходяща технология за отстраняване или филтриране. Резултатът е алкохолен концентрат, въпреки че силата му ще варира.

Non_alcoholic_beer_in_green_bottle_640x360.jpg

1. Разреждане и отцеждане

Можете да използвате повторно уплътняващата вода от уплътненията на вакуумната помпа, за да разредите кондензат с приблизително 18–35% алкохол по обем, в зависимост от първоначалното съдържание на алкохол в бирата. С разреждането на етанола по този начин се гарантира, че течността винаги ще бъде под точката на възпламеняване и в резултат на това няма да се изисква ATEX зона. След това разреденият етанол може да бъде източен или прибран.

2. Увеличаване на алкохолния процент в съществуващите продукти

Произвеждайте нова бира с висока стойност, като добавите бистър неутрален алкохолен кондензат от хранителен клас (18-35% ABV) като съставка към вашите съществуващи бири. Чрез допълване на алкохолната сила на вашата съществуваща продуктова гама се добавя стойност и се създават нови източници на приходи, като същевременно се подобрява вкуса на бирата.

3. Разнообразете вашето продуктово портфолио

Използвайте неутралния, хранителен алкохолен кондензат като съставка за нови продукти като готови за пиене коктейли, ароматизирани напитки на базата на бира или дори нови хибридни продукти, като коктейли от бира, използващи алкохолни продукти на ечемичена основа. Добавеният алкохол подобрява вкуса, а това е много ценено преимущество от любителите на бирата.

Оборудване за деалкохолизация

 

3. Постигнете целите си за устойчивост

3.1 Намалете консумацията на вода и енергия чрез почистване на място (CIP)  

Типичната система за напитки предлага много възможности за подобряване на устойчивостта. Alfa Laval цели подобряване на ефективността чрез оптимизиране на помпата и бъркалката и чрез намаляване на водата и отпадните води по време на процеса за почистване на място (CIP).

Cleaning-in-Place_640Wx360H6.jpg

Проучванията показват, че 90% от всички монтирани помпи са неправилно оразмерени. Много от тях могат да бъдат оптимизирани, за да се спести до 30% от тяхната консумация на енергия. Тъй като покупната цена на помпата е незначителен разход в сравнение с текущите разходи, то времето за изплащане на необходимите модификации често е по-малко от една година.

Оптимизирането на използването на енергията на вашата помпа започва с монтиране на правилно оразмерено работно колело или монтиране на задвижване с променлива скорост (VSD). Изберете помпа, която работи възможно най-близо до точката на максимална ефективност и вместо контролни клапани използвайте помпи с VSD за регулиране на потока.

Почистването на резервоара може да доведе до голяма консумация на вода, особено в система за преработка на напитки, където естеството на продукта изисква често и цялостно почистване на резервоара. За щастие, използването на ротационните струйни глави на Alfa Laval води до 70% спестяване на разходите благодарение на намалената употреба на вода и почистващи средства и до 60% спестено време, което означава повече време за производство.

Оборудване за почистване на място (CIP)

 

3.2 Намалете въглеродния отпечатък на вашата мрежа за дистрибуция на бира

Искате ли да произвеждате бира с отличен вкус, като същевременно намалите въглеродния отпечатък на вашата пивоварна и разходите?  Това е възможно със система за концентрация на бира. Но каква точно е тази система? Това е система с обратна осмоза, високо налягане и ниска температура, която отстранява водата от бирата и напитките, като при това запазва оригиналния вкус при повторна хидратация. Панелът за сетивни изпитвания показва от минимални до липса на измерими разлики между прясната бира и повторно хидратираната бира.

Revos_Sumerian_image_540X360.gif

Освен това тази технология осигурява значителни спестявания при транспортиране в насипно състояние и приложения за дозиране на наливна бира. Например, когато става въпрос за транспортиране в насипно състояние, транспортирането на бирен концентрат вместо на стандартна бира с високо относително тегло намалява броя на курсовете на цистерните с около 65%. Освен това намалява свързаните с транспорта въглеродни емисии, както и разходите за труд и гориво.

По отношение на дозирането на наливна бира – питейните заведения могат да спестят повече от 20 $ на hl при транспортиране на буре (кег). Бирата се разпределя като концентрат в бурета и се смесва с филтрирана газирана вода в питейното заведение, което осигурява ползи за всеки.

Системи за концентрация на бира