Автоматизация и управление охлаждением

То, что происходит в бродильном чане, можно видеть и чувствовать по запаху, однако в случае ЦКТ такой возможности нет, и следует полагаться на контрольно-измерительные приборы, принимая при необходимости своевременные меры, чтобы не испортить огромное количество сусла и пива. Поэтому пивовары заинтересованы в том, чтобы правильно управлять, а по возможности и автоматизировать процессы брожения и созревания, однако здесь все зависит от финансовых возможностей предприятия.

Варианты управления процессом брожения

Существует несколько возможностей управлять процессом брожения:

· вручную (самый простой вариант);

· полуавтоматически (через предварительный выбор температурного режима);

· автоматически (в зависимости от температуры, времени и падения экстракта).

Для полностью автоматического управления брожением применяются несколько достаточно точных измерительных систем.

Измерение количества СО₂.

В этом варианте измеряется количество образовавшегося CO₂ и исходя из этого корректируется температура и время брожения.

Измерение разности давлений.

В этом случае исходят из того, что сусло тяжелее воды, так как содержит растворенный экстракт. Известно (см. раздел 3.5.1.1), что, например, сусло с экстрактивностью 11,4% имеет плотность 1,04395, то есть 1 см³ сусла весит 1,04395 г. Во время брожения большая часть экстракта превращается в летучий СО₂ и очень легкий спирт. При этом плотность снижается. Снижение плотности можно вычислять косвенным путем, по разности давлений (с помощью чувствительных датчиков давления), и пересчитывать в степень сбраживания.

Кроме этого, сегодня с успехом применяются и простые системы управления по временному алгоритму при условии, что следующие исходные параметры остаются неизменными:

· концентрация сусла;

· содержание кислорода в сусле;

· начальная температура сусла;

· количество вносимых дрожжей.

Эти варианты можно улучшить путем применения самообучающихся систем управления с элементами искусственного интеллекта, называемыми «fuzzy logic-control».

Отображение процесса

В настоящее время все в большей мере переходят к автоматизации процесса и контролю за ходом процесса через отображение происходящего на мониторе компьютера.

Основные моменты в управлении процессом:

· полностью автоматическое проведение брожения и дображивания;

· измерение содержания экстракта и степени сбраживания без использования встраиваемых непосредственно в танк элементов;

· постоянное отображение состояния всех ЦКТ на мониторе;

· возможность индивидуального изменения отдельных параметров или установочных значений через компьютер;

· сохранение всех данных и мгновенное отображение этих данных при соответствующем запросе;

· возможность распечатывать данные при подключении принтера.

На современных и больших предприятиях контроль за брожением и созреванием едва ли возможен без компьютера, так как только в этом случае гарантирован должный уровень проведения процесса при незначительной численности обслуживающего персонала (рис. 4.47 и 4.47а).

Следить за всеми параметрами процесса постоянно невозможно, и поэтому, чтобы оператор мог своевременно среагировать соответственно ситуации, о возникающих ошибках (отклонениях, неисправностях) должен оповещать звуковой или зрительный сигнал.

Брожение и созревание в ЦКТ

Брожение и созревание в настоящее время проводят по возможности в ЦКТ, но очень разнообразное техническое оснащение пивоваренных предприятий и приверженность их традициям допускают комбинацию обычных бродильных и лагерных танков с ЦКТ.

В любом случае предпосылкой для быстрого забраживания является аэрация сусла. Известно, что кислород - это смертельный враг качества, и следует предпринять все возможное, чтобы не допустить его попадания в пиво. Но если требуется быстрое начало брожения, полное использование бродильной активности дрожжей, необходимо добавлять в сусло много кислорода. Этот кислород не вредит суслу. Дрожжи его быстро потребляют, а потом, как только кислород будет полностью использован, переключают метаболизм на брожение. Если не добавлять в сусло достаточно кислорода, брожение начинается медленно, что приводит к большой потере времени.

Как только брожение началось, попадание «смертельного врага», кислорода снова строго контролируется - до полного завершения процесса приготовления пива, до наполненной бутылки.

Старое пивоваренное правило гласит: «одна неделя брожения, и на каждый процент начальной экстрактивности сусла - одна неделя дображивания». Это правило уже давно не применяется, и даже половину только что упомянутого срока выдержки пива в лагерном отделении зачастую осуществить нереально.

Чтобы оборудование использовалось рентабельно, пиво должно сбраживаться и созревать в возможно более короткие сроки. Для брожения, созревания и дображивания в настоящее время отводится не более 17-20 дней, причем существует тенденция к дальнейшему сокращению сроков брожения и созревания, по меньшей мере, с сохранением достигнутого качества.

Сокращение сроков возможно и при использовании традиционных чанов, но брожение и созревание в ЦКТ дает, кроме этого, еще и хорошую возможность провести процесс с отличным результатом.