XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Бродильная промышленность является одной из старейших отраслей пищевой промышленности в России. Анализ современного технического уровня предприятий бродильной промышленности показывает, что его совершенствование осуществляется в направлении варьирования единичной мощности, сокращении вспомогательных операций, снижении материало- и энергоемкости, повышении уровня механизации и автоматизации, улучшении качества санитарной обработки оборудования [1, 2]. В условиях рыночной конкуренции предприятия бродильной промышленности должны находить новые формы и методы борьбы за покупателя. Одним из перспективных методов является технологическая инновация, предусматривающая модернизацию технологического оборудования с целью снижения себестоимости продукции и повышения объема производства [1].

Зеленый солод, полученный в результате соложения, не может быть использован для приготовления пивного сусла: запах и вкус его сырые, по химическому составу он не удовлетворяет предъявляемым требованиям, ввиду большой влажности является очень нестойким продуктом.

Сухой солод — стойкий продукт со специфическим цветом, ароматом и химическим составом — получается после сушки зеленого солода на специальных сушилках горизонтальных (2- и 3-решетчатых), вертикальных и непрерывно действующих. Сушку солода проводят с соблюдением определенного температурного режима (при сушке светлого солода температуру постепенно повышают с 25 до 75—80° С, а при сушке темного — до 100—150° С).

У сухого солода ростки после сушки становятся хрупкими, и их удаляют (отбивают на специальной машине), так как готовому пиву ростки придают горький и неприятный вкус.

В процессе сушки влажность зеленого солода снижается с 45 до 3,5—4% при получении светлого и до 2% при получении темного солода.

Процесс сушки состоит из двух периодов: первый — влажность снижается с 45 до 8% быстро и довольно легко; второй — снижение влажности ниже 8% — протекает значительно медленнее (собственно процесс высушивания), что свидетельствует о более прочной связи влаги с коллоидными веществами зерна. Наивысшая температура при сушке солода называется температурой отсушки. Помимо удаления влаги во время сушки изменяются объем, вкус, цвет, запах и химический состав солода благодаря протекающим в нем глубоким биохимическим, химическим и физико-химическим процессам.

В зависимости от содержания влаги и температурного режима изменение солода происходит в три этапа: физиологический — при температуре до 45°С с понижением влажности солода до 30%; ферментативный — при температуре от 45 до 70°С с понижением влажности до 10%; химический — при температуре от 70 до 105°С.

В первый период сушки зародыш остается живым: продолжается рост корешков и стеблевого листочка, протекают ферментативные процессы в эндосперме — накапливаются растворимые сахара, аминокислоты, растворимые белки.

Во второй период сушки процессы жизнедеятельности в зерне затухают, а ферментативные процессы и химические превращения продолжаются. В это время необходимо строго следить за температурным режимом сушки: быстрое повышение температуры при большой влажности может привести к частичной клей- стеризации крахмала, в результате чего получится стекловидный солод. С повышением температуры активность ферментов постепенно уменьшается, а затем действие их прекращается. Оптимальная температура действия большинства гидролитических ферментов 45—60° С.

Для пивоваренной промышленности особое значение имеет оптимизация работы сушилок для солода, так как производство солода характеризуется значительными затратами тепловой и электрической энергии, основная доля которых приходится на операцию сушки [3-5]. Для анализа технологических процессов и разработки предложений по модернизации оборудования была использована производственная база Московского пиво-безалкогольного комбината «Очаково».

Предложены технические решения, которые обеспечивают интенсификацию процесса сушки за счёт использования аппарата предварительного подогрева солода и теплоутилизатора для сушильного агента. Вследствие этого достигается повышение качества солода и снижение энергозатрат.

Для сокращения потерь энергии с выбрасываемым в атмосферу сушильным агентом в линию рециркуляции агента предлагается установить теплоутилизатор. Использование теплоутилизатора позволяет существенно сократить выбросы в атмосферу и снизить загрязнение окружающей среды. Также обеспечивается снижение энергозатрат на сушку до 10 % на единицу массы. В результате внедрения предлагаемых проектных решений расчетный годовой экономический эффект составляет около миллиона рублей, при сроке окупаемости 4 года 10 месяцев.

Список литературы

1. Ожерельева О.Н., Кривенко Е.И., Фисенко В.А. Перспективы влияния инноваций на состояния пивоваренной промышленности // Экономика. Инновации. Управление качеством. 2016. № 3 (16). С. 29a-30.

2. Баланов П.Е., Смотраева И.В. Технология солода. - Санкт-Петербург: Издательство Университет ИТМО, Институт холода и биотехнологий, 2014. 80 с.

3. Гавриленков А.М., Емельянов А.Б., Казарцев Д.А. Повышение энергоэффективности процесса сушки. – Воронеж: Издательство Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2018. 148 с.

4. Многосекционная непрерывнодействующая сушилка для солода / А.А. Шевцов, А.В. Дранников, В.В. Иванов, Ю.В. Фурсова // Хранение и переработка сельхозсырья. 2007. № 1. С. 66-68.

5. Харченков К.В. Повышение эффективности рекуператоров тепла для сушилок солода // Пиво и напитки. 2003. № 3. С. 18-19.