Потребление воды в пивоваренном производстве
Потребление воды для производства пива колеблется от 3 до 10 гл воды на 1 гл товарного пива, то есть, в среднем 5-6 гл воды на 1 гл пива.
Потребность к воде на 1 гл товарного пива в отдельных подразделениях пивоваренного предприятия можно определить следующим образом.
Приведенные величины являются средними для многих пивоваренных производств, причем:
· первое число относится к оценке относительно крупных предприятий (250 000 гл);
· второе число относится к оценке малых предприятий (20 000 гл);
· третье число определено как оптимальное для относительно крупных пивоваренных производств.
При среднем потреблении от 8,5 до 13,5 гл воды на гл пива и оптимальном потреблении 6,6 гл воды исследованные в 1990 г. пивоваренные предприятия можно отнести к группе с потреблением воды выше среднего. В последние годы в связи с ростом стоимости водопотребления и водоотведения большинство немецких пивоваренных заводов повсеместно снизили свое водопотребление, составляющее в настоящее время в среднем 5-6 гл воды/гл пива. Оптимальное потребление свежей воды при современном уровне развития техники (1998 г.) составляет 3,4-3,8 гл на 1 гл пива.
| Наименование подразделения | Потребность в воде: гл воды/гл пива | Оптимальная потребность |
| Приемка сырья до весов | 0,16-0,26 | 0,13 |
| Варочный цех до входа в отделение брожения | 1,95-3,11 | 1,53 |
| Отделение брожения и перекачка молодого пива | 0,44-0,70 | 0,34 |
| Отделение дображивания | 0,50-0,80 | 0,39 |
| Фильтрование | 0,47-0,76 | 0,37 |
| Розлив в бутылки | 1,79-2,86 | 1,40 |
| Розлив в кеги | 0,56-0,90 | 0,44 |
| Разлитое пиво до входа в экспедицию | 0,48-0,77 | 0,38 |
| Экспедиция, сбыт и т. п. | 0,37-0,59 | 0,29 |
| Административное здание: | ||
| Мастерские | 0,55-0,87 | 0,43 |
| Котельная | 0,40-0,64 | 0,31 |
| Цех выработки сжатого воздуха | 0,45-0,71 | 0,35 |
| Холодильное отделение | 0,32-0,51 | 0,25 |
| Технические службы | 1,17-1,86 | 0,91 |
| Безалкогольные напитки | 2,00-2,50 | 1,70 |
| Получение рекуперированной углекислоты | 0,70 | 0,55 |
Так как для производства пива требуется сравнительно много воды, она становится одним из важнейших факторов его себестоимости. В связи с этим представляет интерес возможность ограничения водопотребления путем ее повторного применения (там, где это возможно) без снижения качества готовой продукции.
Нехватка воды в некоторых регионах в жаркое время года также вынуждает снижать водопотребление. Остановимся на этом подробнее.
Забор воды из водных источников
Одной из основ жизни человека, животных и растений является достаточное водоснабжение. В Германии основное количество питьевой воды получали из подземных источников и лишь в отдельных случаях для получения питьевой воды использовались поверхностные воды и их прибрежный фильтрат. Позднее началось строительство первых заводов для забора подземных вод, а затем стали строить плотины с целью получения имевшихся в достаточном количестве поверхностных вод в незагрязненном состоянии. Небольшую часть воды забирают непосредственно из родников.
Забор подземных вод
Подземной называется та вода, которая просочилась в почву. Просачивание воды зависит от свойств грунта и его строения, а также от длительности и интенсивности осадков.
Различные виды грунтовых пород по-разному сопротивляются просачиванию воды. В зависимости от своей пористости слои грунта либо поглощают воду (водоносные слои), либо не пропускают ее (водоупорные слои). Просачивающаяся вода движется по естественным склонам до водоупорного слоя (например, глины, сланцев, мергеля, гранита, сиенита и т. п.) и заполняет поры находящегося над ним водоносного слоя (например, песка, гальки, гравия, извести, гипса, лёсса и т. п.). Такая вода называется грунтовой, а ее поверхность - зеркалом грунтовых вод. (Подземные воды по условиям залегания разделяются на верховодку, грунтовые и артезианские. Верховодка залегает наиболее близко к поверхности и ввиду отсутствия водоупорной кровли легко подвергается загрязнению. К грунтовым относятся воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного слоя. Артезианские напорные воды залегают между водоупорными слоями. - Прим. ред.)
Высота зеркала грунтовых вод подвержена сильным колебаниям. Зеркало грунтовых вод поднимается из-за выпадающих в течение года осадков с различной интенсивностью - оно может понижаться благодаря естественному оттоку и вследствие забора воды из колодцев и скважин. Из-за постоянно растущей потребности в воде и, соответственно, растущего водозабора в некоторых странах уровень грунтовых вод понизился до величины, вызывающей закономерное беспокойство. Даже в дождливое лето уровень грунтовых вод может подниматься лишь незначительно, так как большая часть осадков уходит на потребление воды растениями. Подъем уровня грунтовых вод происходит прежде всего в невегетационный и морозный периоды - обычно с октября по март.
Вода, фильтрующаяся в прибрежных полосах рек, занимает промежуточное положение между поверхностными и грунтовыми водами. Под ней понимают речную воду, которая сравнительно хорошо фильтруется водонепроницаемыми слоями прибрежных полос рек. По своему составу такая вода колеблется в тех же пределах, что и речная, поскольку растворенные в ней вещества не отфильтровываются.
Забор подземных вод осуществляется:
· через буровые скважины (преимущественно);
· через колодцы с горизонтальным фильтром;
· через шахтные колодцы старой конструкции (редко);
· из родников, через которые подземные воды выходят на поверхность (в некоторых случаях).
Под буровой скважиной понимают устройство для забора подземных вод, подающее воду через вертикальную скважину, стенки которой изготовлены из перфорированных труб. Такую скважину бурят на глубину до 300 м и более, и при этом по всей своей длине она фильтрует водоносный горизонт, охватывая его по всей глубине. В связи с этим подобная скважина, как правило, имеет довольно высокую производительность.
Чем больше глубина залегания воды, тем меньше в ней микроорганизмов, так как по мере прохождения через слои фунта происходила ее фильтрация, которая биологически очистила воду. Разумеется, в скалистых районах этого не происходит.
Подъем воды на поверхность происходит с помощью насосов. Так как у центробежных насосов высота всасывания ограничена (приблизительно до 6,5 м), то подача воды осуществляется насосом с трансмиссионным валом (рис. 1.16) или погружным насосом, где сам насос и электродвигатель объединены в водонепроницаемый агрегат, работающий под водой.
Забор поверхностных вод
Поверхностные воды забираются из рек или озер, а в больших объемах - из водохранилищ. Речная вода всегда загрязнена сточными водами промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также городскими сточными водами. Очистка речной воды довольно затруднительна, и от ее применения зачастую отказываются по гигиеническим соображениям. Если приходится пользоваться речной водой, то водозабор осуществляют выше по течению от населенных пунктов и от мест сброса сточных вод. При этом используют прямые участки берега или внешнюю сторону поворотов реки, так как эти места загрязнены меньше.
Все большее значение приобретает сооружение плотин в верховьях рек. Путем создания водохранилищ можно: регулировать сток поверхностных вод, избегать наводнений, осуществлять забор относительно чистой поверхностной воды и использовать часть задержанной воды для выработки электроэнергии.
Водохранилища располагают в верховьях рек. В благоприятном с геологической точки зрения месте в верховье реки долину перегораживают плотиной так, чтобы получить большую вместимость водохранилища. Для водохранилищ с питьевой водой необходимо, чтобы на территории водоохранной зоны не было промышленных предприятий и других потребителей, сбрасывающих свои сточные воды. Именно по этой причине в подобных водохранилищах даже запрещено купание. Собирающаяся в водохранилище вода остается в нем несколько месяцев и за это время самоочищается.
Так как поверхностные воды еще не имели соприкосновения с внутригрунтовыми солями, содержание солей в них еще невелико. Тем самым такая вода не обладает буферной способностью и имеет низкий pH, что делает ее агрессивной по отношению к железу и стали.