Енергозбереження у солодовій та пивоварній галузях
Енерговитрати залежно вiд технології виробництва пива i його упакування істотно вiдрiзняються. Середнi витрати енергії у пивоварнiй промисловостi Західної Європи становлять: пали | Енергозбереження у пивоварній та солодовій галузях
| ва – 125-220 МДж/гл i 9 - 15,5 кВт/гл. Енергоспоживання істотно залежить вiд виду упаковки, що використовується. Найбiльших витрат потребує пляшкове пиво. Haвіть на високоефективних пивоварнях для виро6ництва i розливання пива в пляшки витрачається в 3 рази бiльше палива й електроенергії иа кожний гектолiтр порiвняно з традицiйним розливом. Порiвняно з бочковим i лагерним пивом, технологiя виробництва якого потребує додаткових виробничих витрат, на виробництво пляшкового пива витрачається електроенергiї в 2-3 рази бiльше. Енерговитрати на виробництво пива й упакування в іншi місткості (наприклад, пластиковi пляшки i резервуари) посiдають промiжне місцe.
Для того щоб визначити ефективнiсть енерговитрат, фiрма Joshua Tetley встановлює дiагностичну експертну систему, яка peєструє показники роботи в часi й оцiнює поточну ситуацiю на заводi. Система може також пропонувати можливi рiшення щодо усунення вад експлуатацiї. Ця система представлена у виглядi комп'ютерного вузла, що використовує знання фахiвцiв, отриманих зазвичай вiд експерта для здiйснення таких завдань, як дiагностика, видача порад, аналiз i iнтерпретацiя ситуацiї.
За 9 спостережуваних перiодiв 1992 р., пiд час яких завод експлуатувався вiдповiдно до рекомендацiй зазначеної системи, економiя електроенергії становила 500 тис. кВт· год, аб0 29 %, а за весь рік – більше нiж 700 тис. кВт/ год.
Вiдповiдно до програми дiяльностi Енергетичного центру Європейського союзу в Києвi на пивоварному заводi «Оболонь» виконано низку poбіт, спрямованих на економiю витрат енергоносіїв. Для оцiнки поточної ситуації щодо витрат рiзних видiв енергоносіїв було складено докладну карту енергоспоживання на окремих виробничих дiлянках i технологiчних процесах. Отриманi данi порiвнювалися з аналогiчними даними для пивоварних заводiв Захiдної Європи.
Як показали результати проведеного енергетичного аудиту, витрата води на виробництво солоду може бути зменшена на 50%. Це дасть позитивний ефект зменшення рiвня споживання електричної і теплової енергії. Для цього необхiдно оптимiзувати процес замочування, усунути витiкання води i здiйснити ефективне управлiння насосами. Подальшiй економії сприятиме використання сухого механiчного конвеєрa для транспортування зерна. Було видано низку рекомендацiй щодо оптимiзацiї сушарки. Економiя води, електроенергiї i теплоти для процесу пивоварiння може сягати 30%. У свою чергу, оптимiзацiя роботи компресорної станції, холодильної установки, системи освiтлення, транспортної, пiдстанцiї й електродвигунiв може внести iстотний вклад у загальну економiю енергії.
Загальна схема роботи технологiчного обладнання має забезпечувати вирiшення проблеми пiкових навантажень за рахунок використання регулювального обладнання i теплових акумуляторiв, якi накопичували б теплову енергiю в перiоди з низьким ступенем навантаження i вiддавали її в перiод пiкових режимiв. Серед iнших енергозберiгаючих заходiв слiд назвати:
1)рекуперацiю теплоти сушарки;
2)повтор не використання води в процесi варiння сусла;
3)рекуперацiю теплоти вiд сусловарильного котла; оптимiзацiю роботи машини для миття пляшок;
4)впровадження енергоефективних електродвигунiв;
5) економiю електроенергiї в системi освiтлення;
6) удосконалення паророзподiльної системи.
Як основний інструмент пiдвищення енергетичної ефективностi запропоновано концепцiю енергетичного менеджменту. На заводi «Оболонь» було встановлено i пiдключ ено до системи oбліку енергоспоживання додатковi лiчильники. [1]
| Екологічні проблеми виробництва солоду та пива
| 10. ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ ВИРОБНИЦТВА СОЛОДУ ТА ПИВА
Технологія солоду має декілька екологічних проблем.
Перша стадія технології – замочування ячменю. При цьому утворюються так звані замочувальні води. Вони містять екстрактивні речовини, які переходять із ячменю у воду. Оскільки більшість пив заводів знаходиться в містах, промивні і стічні води скидаються у каналізацію. Забрудненість загального стоку становить біля 2000 мг О2/л за ХСК, скидання цих вод є порушенням екологічних норм.
Крім замочування, вода при виробництві солоду використовується на миття зерна та його гідравлічне транспортування. Ці води мають невелике забруднення, вони використовуються повторно. Для збору малозабруднених вод треба мати окрему каналізацію.
Після підготовки ячменю відбувається його пророщування. В екологічному відношенні має значення процес продування повітря крізь масу ячменю. Повітря необхідно для життєдіяльності ячменю, внаслідок чого воно росте до тих пір поки не з'являться ростки.
В процесі пророщування ячменю утворюються продукти, головним чином СО2, який виділяється з ростильних камер. Повітря, що виходить із ростильних камер містить різні леткі речовини, тобто склад повітря змінюється. Таким чином, можна скзати, що на стадії пророщування ячменю виникають деякі екологічні проблеми повітря, але, нажаль, на це не завжди звертають увагу.
В процесі сушіння солоду застосовують різні температурні режими для різних видів солоду.
Під час сушіння із сушарок виділяеться велика кількість летких речовин, що утворюються в солоді при вирощуванні, а головне – в процесі сушіння, особливо при виготовленні темних сортів солоду.
Повітря, що виходить із сушарок має піддаватись очистці. Для цього рекомендують сухі або мокрі фільтри. Останні адсорбують всі розчинні сполуки. Солод, що поступає на пивзавод піддають дробінню. Перед цим від солоду відбивають ростки, які використовують для різних цілей.
Вцеху дробіння особливих екологічних проблем немає.
Якщо апарати подрібнення не герметичні, виникають питання екології приміщення, які легко вирішеються за правилами охорони праці.
Далі за технологією пивоваріння відбувається виготовлення сусла – це водний розчин, з якого шляхом бродіння отримують пиво. Це деже складний процес.
По-перше, готують затір, для чого подрібнений солод змішують з водою і витримують при певній температурі для перетворення крохмалю в цукри. Після цього відокремлюють(фільтрують) рідину і залишаться так звана пивна шротина. Це відхід виробництва, тому він є фактором екології. Якщо його не утилізовують, то він створює проблеми для навколишнього середовища. Взагалі ця пивна шротина являється цінним кормовим продуктом. Оскільки містить білки, жири, трохи крохмалю, клітковину. В багатьох випадхах шротина використовуються на корм худобі в сирому або висушеному вигляді. Також вона використовується для вирощування мікроорганізміз, з метою одержання кормових дріжджів чи ферментів. У нашій країні утилізація цього відходу здійснюється лише частково.
Далі затір після фільтрації піддають кип'ятінню з хмелем. При цьому утворюється осад – хмелева шротина. Вони має високу кормову цінність, але не може застосовуватись для корму тварин, бо має дуже гіркий смак.
Є деякі способи утилізації цього відходу – спалювання в котельні тощо, але найкращий спосіб – одержання з неї біогазу. Також існує велика проблема утилізації білкового відстою, який утворюється при охолодженні та прояснені сусла.
Далі відбувається зброджування сусла. Для бродіння в цеху чистих культур готують засівні дріжджі. Відходом бродіння пива є вуглекислий газ, невелика кількість спирту та летких речовин(ефіри, альдегіди) і надлишкові дріжджі. У виробництві пива застосовують технологію виготовлення рідкої вуглекислоти. Щодо надлишкових дріжджів, то в пивоварному виробництві їх неможливо застосовувати для виготовлення хлібопекарських дріжджів чи на корм худобі, бо вони мають гіркий смак (від хмелю).
Суттєве екологічне питання виникає в цеху фільтрації пива. Раніше для фільтрування застосовували спеціальні брикети з бавовняно- азбестової маси, які треба було промивати після кожного циклу фільтрування. Стічні води мають багато органічних речовин, які створюють забрудненість цих вод. Найкращі результати отримують при фільтрування пива на кізельгурових фільтрах. Кізельгур – це спеціальний сорт глини, яку додають попередньо у пива. Вона залишається на серветках, що використовують для фільтрування, і створює фільтраційний шар. Після деякого часу фільтрування забруднений кізельгур можна регенерувати, але це не завжди роблять, так як він не багато коштує. Накопичення кізельгура на підприємстві – велика екологічна проблема.
Значна кількість стічних вод утворюється при промиванні апаратури: бродильних апаратів, варочних котлів, фільтрів, промивання дріжджів, які після бродіння знову використовуються. Їх промивають розчином сірчаної кислоти(для знищення інфекції). Всі ці води потрапляють на очисні споруди.
11. Сучасні екологічні вимоги до виробництва пива.
З метою запобігання шкідливому впливу пивоварної промисловості на навколишнє середовище необхідно враховувати екологічні аспекти як при модернізації старих виробничих у | Сучасні екологічні вимоги до виробництва пива
| становок, так і при проектуванні нових застосуванням мінімально забруднюючої технології й виконанням вимог щодо захисту середовища і кінцевих продуктів. Щоб заходи стосовно поліпшення навколишнього середовища були ефективними, в пивоварній промисловості потрібно застосовувати екологічне управління, метою якого є систематичне й планомірне запобігання джерелам дії шкідливих речовин на технологію і середовище. Крім того, потрібно використовувати екологічно чисту сировину й у максимальній мірі впроваджувати екологічно чисту технологію, тобто таку, що мінімально забруднює середовище і кінцевий продукт.[4]
Введення екологічного управління слід починати з екологічного аналізу, який характеризує діяльність окремих виробничих відділень. При цьому необхідно скласти матеріальні баланси й провести хімічні аналізи, щоб встановити, у яких відділеннях пивоварного заводу можна і потрібно поліпшити екологічне становище.
Важливим для пивоварних заводів є показник кількості шкідливих речовин у відходах на одиницю об'єму пива, що випускається. Щодо цього пивоварні заводи відрізняються від більшості інших підприємств харчової промисловості тим, що в стічній воді міститься велика кількість органічних речовин. Склад стічної води пивзаводів призводить до нестабільної величини рН (6,5—10) та високої температури конденсату від охолодження сусла й інших потоків.
Управління виробничою діяльністю, а звідси й впливом на навколишнє середовище потребує суворого контролю за втратами при виробництві пива. Відповідна до оцінок контроль втрат та їх зниження на заводі середньої потужності можуть сприяти економії до 80 тис. доларів США за рік. Втрати сировини знижуються зав дяки кращому використанню її у результаті оптимізації технологічного процесу. В кінцевому підсумку це означає зменшення кількості стічних вод, а звідси й зниження податків.
Для переважної більшості пивова рних заводів створення системи екологічного управління як частини розширеної системи управління якістю продукції є своєрідним важелем для забезпечення постійного поліпшення екологічного становища. Спеціалісти пивоварного заводу зобов’язані дотримуватись таких вимог: вони повинні зробити початковий екологічний аналіз; розробити та прийняти екологічну політику; створити систему екологічного управління; визначити екологічні цілі; скласти план екологічних заходів; створити й провести внутрішній екологічний аудит; постійно складати екологічні звіти.[1]
За останні роки до харчових продуктів і напоїв ставляться підвищені вимоги щодо вмісту в них токсичних і канцерогенних сполук (нітрати, нітрити, пестициди, токсичні сполуки, плісеневі гриби та інші речовини).
Минулі роки характеризувалися розробкою нових видів пестицидів і встановленням норм їхнього використання. Виходячи із закономірностей розподілу й циркуляції пестицидів у навколишньому середовищі, оцінки реальної ситуації щодо їхньої шкідливості, погіршення загальної екологічної обстановки в країні, обгрунтована концепція комплексного гігієнічного нормування їхнього вмісту в продуктах харчування. Аналіз даних, взятих із спеціальної літератури, свідчить про можливість нагромадження пестицидів у кінцевих продуктах і навіть утворення токсичних сполук, які, підлягаючи різним ферментативним процесам, можуть перетворюватись в шкідливі для людини метаболіти, що спричиняють онкологічні захворювання, психічні розлади, анемію та інші хвороби. Під дією деяких пестицидів виникає дисбаланс вільних амінокислот у крові, а також вітамінів і мінеральних солей рослинних харчових продуктах.[1]
При вирощуванні пивоварного ячменю й хмелю пестициди застосовують для боротьби з бур'янами та хвороба ми, а також обробки ячменю, який протягом тривалого часу не можна використовувати у виробництві солоду та пива.
Як правило, в ячмені й хмелі міститься досить велика залишкова кількість пестицидів. Частина їх із ячменю переходить у солод. В процесі одержання пива кількість пестицидів, особливо фосфорорганічних, зменшується. Так у суслі їх значно менше, ніж у вихідній сировині, як за рахунок розбавлення (для пестицидів із зерна у середньому в п'ять разів, із хмелю у 200 разів), так і за рахунок їх адсорбції дріжджами й утворення міцних комплексів з білками, полісахаридами та ліпідам і сусла. Адсорбція пестицидів дріжджами значно знижує їхню життєдіяльність, а в деяких випадках вони повністю знищуються.
Частина пестицидів або продукти їхнього розпаду не зазнають кількісних змін у процесі приготування пива. Використання освітлювачів пива (силікагель та ті ін) не знижує їхнього вмісту в напої.
Наявність у пиві залишків пестицидів може вплинути на його смакові властивості (грубий і терпкий смак, сторонній присмак). У ряді випадків пестициди або продукти їхнього розпаду містяться у пиві в значній концентрації, що є загрозливою для здоров'я людей. Тому потрібно встановити гранично допустиму залишкову кількість пестицидів у пиві та сировині — солоді й хмелі. Необхідний також контроль за вмістом пестицидів у дріжджах. Інститутом гігієни харчуванні підготовлено методичні вказівки по газохроматографічному визначенню хлорорганічних і фосфорорганічних пестицидів при їх сумісному знаходженні в пиві та сировині для його виробництва. Розробка їх є передумовою для систематичного контролю самими підприємствами-виробниками солоду та пива й органами санепідемнагляду вмісту пестицидів у сировині пивоварного виробництва (солод, хміль), а також дріжджах, у напівпродукті (сусло) та готовому пиві.
Процес солодорощення, починаючи із замочування ячменю, створює винятково сприятливі умови для інтенсивного розвитку мікрофлори, що знаходиться на зерні, а порушення умов зберігання солоду призводить до подальшого її розмноження, внаслідок чого солод псується, погіршуються його технологічні якості.
За кордоном проблема інфікування ячменю і солоду грибною мікрофлорою достатньо вивчена, що знайшло відображення у розробці Європейською пивоварною конвенцією спеціальних методик для виявлення інфікованості ячменю та солоду грибною мікрофлорою. У нашій країні дослідження щодо цього переважно стосуються основної продовольчої культури — пшениці, а проблема інфікованості пивоварного ячменю і солоду до цього часу поки що практично не вивчена. У той же час результати закордонних досліджень не можна в повній мірі використовувати у нашій країні через специфіку ґрунтово-кліматичних умов вирощування пивоварного ячменю, його збирання та зберігання, а також особливостей зберігання ячменю і солоду на виробництві.[1]
З урахуванням різноманітних грунтово-кліматичних умов вирощування пивоварного ячменю на першому етапі досліджень важливими є два аспекти проблеми інфікування ячменю грибною мікрофлорою: наявність експрес-методик оцінки ступеня зараженості зерна при закупівлі його пивоварними заводами і запобігання зараженості в період вегетації. У Росії розроблено експрес-метод для оцінки зараженості грибною та бактеріальною мікрофлорою при заготівлі пивоварного ячменю і визначено вимоги до його агротехніки, які передбачають зниження інфікування грибною і бактеріальною мікрофлорою.
Експрес-метод визначення ступеня грибного зараження пивоварного ячменю передбачає два етапи: зовнішній огляд зерна, що полягає у встановленні його зовнішніх змін (кольору, наявності сторонніх запахів, кислих або пліснявих зерен); спрощений мікологічний аналіз, результати якого можна одержати на 3-тю і 5—7-му добу.
Між методом визначення інфікованості зразків ячменю і солоду, запропонованим у країнах Західної Європи, й розробленим експрес-методом у Росії виявлено велику подібність.
За останні роки інтенсивні технології землеробства без урахування екологічних можливостей у деяких регіонах країни п ризвели до негативних зрушень у популяціях мікроорганізмів, у тому числі й грибів. Поширилися їх токсиноутворюючі форми, що нагромаджуються на вегетуючих рослинах і продовжують розмножувати ся на зерні при його зберіганні й солодорощенні. Внаслідок цього актуальною стає розробка заходів захисту пивоварного ячменю від патогенних мікроорганізмів і зараження сапрофітами.
У Росії розроблено рекомендації щодо вирощування пивоварного ячменю, спрямовані на запобігання його зараженню грибною мікрофлорою. Це стосується всіх аспектів агротехніки — способів підготовки ґрунту, строків сівби, норми висіву насіння, глибини його загортання, використання добрив, попередників, а також хімічних і біологічних засобів захисту рослин. Розглянуто також фітосанітарні заходи при збиранні, сушінні та зберіганні зерна.
Таким чином, розроблені рекомендації дають змогу організувати інтегровану систему захисту ячменю від зараження його грибною мікрофлорою.
Діюча в нашій країні нормативна документація щодо виробництва солоду та різних сортів пива, яка ґрунтується на розробках "Укрпиво" та Науково-дослідного інституту пиво безалкогольної і виноробної промисловості (НДІГІБ і ВП), спрямована на поліпшення якості пива та санітарно-мікробіологічного стану виробництва. Вона дає змогу одержати пиво з високими якісними показниками, що відповідають світовому рівню.
У 1995 р в НДІПБ і ВП почала працювати постійно діюча цкола мікробіологів пивоварного виробництва, основною метою якої є опанування мікробіологічних методів швидкого вияв лення збудників інфекції на виробництві та їх ліквідація а також вивчення експрес-методів визначення ступеня зараженості ячменю і солоду грибною мікрофлорою.[4]
ВИСНОВОК
Пиво — це слабоалкогольний пінистий напій, одержаний із пророслих і непророслих зернових культур спиртовим зброджуванням охмеленого сусла пивними дріжджами. Воно не тільки вгамовує спрагу, а й підвищує тонус організму, поліпшує обмін речовин та засвоюваність їжі. Маючи певну харчову цінність, пиво слід розглядати як невід'ємну добавку до харчування.
Пиво являє собою досить складну систему органічних і неорганічних кристалоїдів і колоїдів у слабкому водноспиртовому розчині. До його складу входять більш як 400 сполук, що визначають високу якість і необхідність для людини цього продукту.
Основною сировиною для виробництва пива є ячмінний солод, хміль і вода. Від їх якості і підготовки залежать смакові, поживні і інші споживчі властивості пива. Виробництво пива включає ряд послідовних взаємозв’язаних технологічних стадій, які характеризуються строго регламентованими параметрами. Правильність всіх процесів визначає якість пива.
Пивоварна промисловість, як і будь – яка інша, характеризується великою кількістю вторинних матеріальних ресурсів.
Зернові відходи утворюються при очищенні ячменю на сепараторах. Використовуються на корм тваринам. Сплав зерна утворюється при замочуванні ячменю і використовується на корм тваринам. Солодові ростки містять багато вуглеводів, вітамінів. Застосовуються як добавка в корм (в невеликій кількості, бо містять гіркий алкалоїд - гордеїн (метильований тирамін)). Застосовуються як джерело БАР, для виробництва лікувальних
препаратів. Солодова (пивна) шротина в натуральному або висушеному вигляді використовується в корм тваринам, але при цьому є труднощі: цей продукт швидко псується під впливом м/о, тому шротину висушують або з неї готують силос. Шротина містить багато білків, які гідролізують, а одержаний амінокислотний гідролізат додають в пиво. Хмелева шротина утворюється з хмелю. Містить дубильні речовини, глюкозиди, гіркі речовини, що заважають застосовувати цей відхід для корму тварин. Використовується як добриво. Білковий відстій утворюється при охолодженні пивного сусла, має високі споживчі цінн ості, але не використовується в корм тваринам через гіркий смак. Може бути сировиною для біотрансформації, але ще не використовується для цього. Пивні дріжджі утворюються після бродіння. Частково використовуються для зброджування сусла поряд з чистими культурами. З дріжджів одержують сухі або пресовані побічні продукти, які є сировиною для виготовлення лікувальних і поживних препаратів. Можуть використовуватись в корм тваринам, але для цього дріжджі гідролізують (термоліз, автоліз, плазмоліз), тому що в шлунку тварин вони погано руйнуються за наявністю міцеліальних оболонок. Пивні дріжджі використовують для одержання препаратів інверту, які мають велике значення в кондитерському виробництві. З них одержують препарати БАР, які застосовуються в хлібопекарському виробництві як добавка в харчові продукти для стимулювання процесів бродіння тощо. Вуглекислий газ використовується так як в спиртовому виробництві, тобто роблять рідкий диоксид вуглецю. Стічні води підприємства очищують з використанням анаеробно-аеробної технології, що дає можливість не тільки очищати СВ, але й отримувати біогаз, який можна використовувати на власні потреби, як альтернативу палива.
Україна має найсприятливіші грунтово-кліматичні умови для виробництва пива, тому вона може не лише повністю задовольнити свої потреби в сировині, а й нарощувати експорт, щоб одержувати відповідну валюту після проникнення на світовий ринок.
|
Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
