Stroje a zařízení pivovarů

1.Zařízení pro dopravu a příjem ječmene
Příjmem ječmene začíná příprava k výrobě sladu. Základním požadavkem je, aby přijatý ječmen byl uskladněn čistý, bez prachu a cizích příměsí, vytříděný nejen co do velikosti zrna, ale také podle druhů a jakosti.
● Čištění a třídění ječmene
Ječmen se dopravuje z příjmového koše nebo sila k jednotlivým strojům linky. Postupně prochází přes magnet, aspirátor, triér, třídič a automatickou váhu.
- Odlučovače kovových příměsí
- Aspirátor (odlučovač nečistot) odstaňuje prach, písek, lehké a hrubé příměsi a část zadiny.
- Triéry odstraňují půlky ječných zrn a kulatá zrna plevelů z ječmene přečištěného aspirátorem.
- Třidiče třídí vyčištěný ječmen dle velikosti zrna na I. a II. třídu a na zadinu.
2.Stroje a zařízení máčírny
Cílem máčení je zvýšení obsahu vody v ječmeni na 43-48%. Kromě toho se zrno pere - zbavuje prachu a lehkých nečistot (splavků) - jěště se dále aktivizuje enzymatická činnost v zrnu pomocí provzdušňování a odsávání vznikajícího oxidu uhličitého.

3.Zařízení na klíčení ječmene
pivovarKlíčení ječmene je nejdelší a technologicky nejdůležitější operací při výrobě sladu. Nízká produktivita práce a závislost kvality humnového sladu a vnějších klimatických podmínkách vedla k postupnému přechodu k pneumatické výrobě.
● Humnové klíčení - Humna
Humna tvoří největší část zastavěného prostoru sladovny. Ve starých sladovnách jsou umístěna ve spodních patrech budovy, obvykle pod úrovní terénu. Silné obvodové zdivo napomáhá k udržení požadované teploty 10-15°C. Rozložení humen kolem centrálně umístěných hvozdů , příjmové a expediční linky zkracuje dopravní cesty.
Vlastní humna jsou prostorné , obvykle klenuté místnosti s řadou nosných sloupů. Větrá se vzdušnými kanály zakončenými regulačními klapkami asi 40cm nad podlahou. Zahřátý vzduch se odvádí otvory ve stropě.
U nově postavených humnových sladoven jsou humna již nadzemní dobře izolované objekty.

4.Hvozdy
Cílem sušení zeleného sladu je snížit jeho obsah vlhkosti z 43-45% na 3-3,5% a přitom ještě upravit vnitřní vlastnosti a složení, dodat typickou barvu, chuť a vůni. Nejde tedy jen o pouhý proces sušení, ale o dodržení podmínek předepsaného technologického postupu. Počátkem sušení ještě pokračuje růst zrna a enzymatická činnost, závěrem při tzv. dotahování probíhá koagulace bílkovin, slad se přibarvuje a vznikají aromatické látky. Aby nedošlo k porušení těchto procesů,je nutné dodržet určitou závislost mezi rychlostí poklesu vlhkosti a růstem teploty, důležitou roli hraje i množství, rychlost a nasycení sušícího vzduchu.
Během hvozdění se mění hmotnost sladu. Z 1t původního ječmene (1,4t zeleného sladu) získáme 0,7-0,75t odhvozděného sladu nebo posléze 0,73-0,78t odleženého hotového sladu.

5.Zařízení pro odkličování, uskladnění a expedici sladu
● Odkličování a čištění sladu
Odhvozděný slad se musí neprodleně zbavit kořínků a přerostlé střelky - sladového květu, který obsahuje hořké, chuťově nepříjemné látky, jež by se snadno vyluhovaly do sladiny. Sladový květ je silně hydroskopický, a tím snadno ztrácí křehkost, proto je jeho oddělení výhodné a nutné bezprostředně po hvozdění.
● Odkličování a čištění sladu
Hotový slad se před uskladněním váží na sklopných vahách. Skladovací sila se ve sladovně určují buď výhradně pro slad, nebo se používají kombinovaně, nejprve pro ječmen. K uskladnění 1t sladu je nutný objem 1,8-1,9 m/3.

6.Stroje a zařízení šrotovny
Příjmová linka sladu a šrotovna tvoří vstup k varně pivovaru.
● Šrotovna
Šrotovna slouží k přípravě sladového šrotu pro varnu. Pokud se slad drtí za mokra, dochází zároveň k prvnímu smísení šrotu s vodou. Před šrotováním se slad znovu odvažuje, zbavuje kovových příměsí a pro šrotování za sucha se může předem zvýšit vlhkost pluchy (kondicionovat). Hotový šrot se buď připraví na várku v zásobních koších, nebo přímo dopravuje do vystírací kádě či rmutovytírací pánve varny.
Cílem šrotování je zpřístupnit vnitřek sladového zrna pro enzymatické procesy, kterým dochází při rmutování, a zároveň zachováním celistvosti pluchy usnadnit filtraci sladiny. Výsledek šrotování ovlivňuje využití extraktu ve varně a rychlost scezování.

7.Varna
pivovarZařízení varny slouží k přípravě horké mladiny. Technická úroveň varní soupravy se hodnotí podle počtu várek uvařených za 24hod., podle energetické spotřeby a ztrát sladového extraktu.
V klasickém provedení bývá instalováno 2 až 6 nádob a objem várky obvykle nepřesahuje 500hl studené mladiny. Je třeba rozlišovat mezi nevytápěnou kádí a mezi nádobou s otopem, tj. pánví (kotlem). Nejčastější je nepřímý otop párou nebo přímý otop plynem.
Jednoduchá varní souprava se skládá z kombinované vystírací a scezovací kádě a z kombinované rmutovací a mladinové pánve. Lze v ní vyrobit 2 várky za 24hod. a je vhodná pro menší závody. Běžné jsou varny čtynádobé, tzv. dvojité varní soupravy, kde je funce nádob rozdělena. Jsou-li doplněny o sběrač slaniny, umožňují výrobu 5 várek za 24hod. Ve velkých pivovarech se setkáme s pětinádobovými až šestinádobovými varnami, které se skládají ze dvou rmutovystíracích pánví, dvou scezovacích kádí a jedné až dvou mladinových pánví. U pětinádobé varny se zařízení doplňuje o sběrač sladiny, který slouží obdobně jako u dvojité varní soupravy k jímaní předku v době, kdy je varní pánev obsazena předcházející várkou. Dosahuje se tak výroby 8 várek za 24hod.
● Vystírací pánve
Zařízení pro vystírání má umožnit rychlé, bezprašné vystředění a smočení sladového šrotu s vodou, bez nadměrného provzdušnění vystírky a poškození pluch. Při prodlevách nemá dílo v kádi chladnout.
● Rmutovací pánve
Rmutovací pánve a vařáky slouží k ohřevu a pomařování rmutů. Ohřev musí být dobře regulovatelný, var dostatečně intenzivní a rmut se nesmí připalovat. Způsoby otopu a konstrukce teplosměrných ploch jsou u rmutovacích a mladinových pánví prakticky shodné.
● Rmutovystíracící pánev
U pětí a šesti nádobových varen se místo vystírací kádě rmutovací pánve volí kombinace dvou stejných rmutovystíracích pánví, které slouží střídavě pro vystírání a rmutování. Rmutovystírací pánev na celý objem vystírky je nutná rovněž při infozním varním postupu. Vystírací káď je doplněna o topný systém, nejčastěji o topnou čočku pro ohřev párou.
● Zařízení pro filtraci sladiny
Po odrmutování je nutno oddělit sladinu od sladového mláta a mláto dokonale vysladit. Různé konstrukční systémy se snaží tento časově náročný proces zkrátit, a to tak, aby se příliš nezhoršila čirost filtrátu. Nejrozšířenější a u nás téměř výhradně používaný způsob je scezování ve scezovací kádi. V zahraničí je dosti rozšířený sladinový filtr.
● Mladinové pánve
pivovarPři chmelovaru se požaduje rychlý ohřev sladiny k varu, intenzivní, rovnoměrný var s hodinovým odparem alespoň 7% a nízké tepelné ztráty. Po ukončení chmelovaru je nutno oddělit chmelové mláto bez extraktových ztrát.

8.Zařízení mladinové linky
Před zakvašením se odlučují horké (hrubé) kaly na stokách, v chladících či vířivé kádi, mladina se chladí v průtokovém chladiči, provzdušňuje a popřípadě se ještě zbavuje části jemných kalů, které se vylučují při ochlazování. Dnes obvykle mladinová linka sestává z vířivé kádě, deskového chladiče a provzdušňovače mladiny a umísťuje se u varny. Z odloučených kalů se k snížení ztrát odděluje zadržená mladina, která se vrací zpět do výroby.
● Oddělení horkých kalů
Separace horkých kalů je nutná pro oddělení zbylých tuhých částic ze sladu a chmele i odloučení za varu vysrážených a při kvašení nežádoucích tříslo-bílkovinných látek.
Provádí se sedimentací, filtrací či odstředěním. Nejjednodušší je využití dobré schopnosti sedimentace horkých kalů nevýhodou sedimentačních zařízení je však větší potřebná stavební plocha i zatížení.
- Chladící stoky bývaly zpravidla umístěny nad spilkou a mladina stékala do kvasných kádí samospádem.
- Chladící káď je stojatá válcová nádoba s rovným dnem a kuželovým víkem s parníkem. Mladina se chladí varní vodou pomocí trubkového hadu.
- Vířivá káď slouží pouze k sedimentaci hrubých kalů za horka.
● Chlazení a provzdušňování mladiny
Obvyklý teplotní spád, na který se chladiče mladiny navrhují , je 90°C, tj. ochlazení mladiny z 95°C na 5°C.
● Separace jemných kalů
Oddělení části jemných kalů ze schlazené mladiny (při 5°C) je v některých pivovarech používáno k příznivému ovlivnění průběhu kvašení a chuti piva. K oddělení se používá filtrace, flotace a odstřeďování.
- Mladinový filtr K filtraci mladiny pomocí perlitu nebo křemeliny jsou vhodné všechny typy síťových naplavovacích filtrů používaných k filtraci piva.
- Flotační tank Do stojatého nebo ležatého tanku z nerezavějící oceli se spodem napouští mladina promísená se značným množstvím vzduchu. Vločky kalů jsou vynášeny bublinkami vzduchu do pěny na povrchu hladiny. Po zhutnění pěny a vyčeření obsahu tanku se mladina opět spodem vypustí a kalová pěna se ze dna a stěn tanku opláchne. K odpočinku mladiny postačují 4hod.
● Zpracování kalů a kalové mladiny
Celkem se z mladiny odlučuje až 0,75% kg hrubých kalů a 0,01 kg jemných kalů na hl. Podle způsobu odloučení však kaly zadržují 0,5% až 3% mladiny, proto se k jejímu zpětnému získání používají kalové rámové filtry nebo odstředivé separátory.

9.Propagační stanice
pivovarv propagační stanici se ve sterilní mladině postupně pomnožuje čistá laboratorní kultura násadních kvasnic do objemu, který postačuje pro zakvašení jedné várky. Počet a velikost nádob vychází z počtu vedených kmenů, objemu zákvasu a pomnožovacího poměru. Obvykle se instaluje sterilizátor a jeden nebo více kvasných válců. Nádoby jsou vzájemně propojeny pevným potrubním rozvodem. Aby nedocházelo k teplotním výkyvům, umísťuje se sterilizátor do samostatné místnosti.
● Sterilizátor
Sterilizátor je konstruován jako stojatá, válcová, tlaková nádoba s odděleným topným a chladícím pláštěm. Jako konstrukční materiál se používá nerezocelový plech. Přívod a odvod mladiny je spodem, sterilní tlakový vzduch je zaveden jednak do provzdušňovacího věnce ve spodní části sterilizátoru, jednak nad hladinou pro vytvoření trvalého mírného přetlaku a pro převádění sterilní mladiny do kvasných válců. Přetlak vzduchu zabraňuje infikování sterilní mladiny při chlazení a další uchovávání a jeho únik lze sledovat v odvzdušňovací trubici, ukončené vodní zátkou. Nádoba je dále vybavena teploměrem, manometrem, pojišťovacím a vzorkovacím ventilem. U moderních zařízení je postup plnění, sterilizace a chlazení automatizován. Sterilizační teplota 103°C se obvykle dodržuje 10-20min.
● Propagátor (kvasné válce)
Moderní propagační stanice mají jeden nebo více kvasných válců stejné velikosti. Pomnožovací poměr se často volí 1:20, někdy i větší. Zákvas se převede do příslušného množství mladiny a v téže nádobě se vždy stadiu bílých kroužků dále doplňuje. Vybavení kvasného válce je obdobné jako u sterilizátoru, chybí pouze topný plášť.
● Otevřené pomnožování
V menších pivovarech často nahrazujeme propagační stanici soupravou pro otevřené pomnožování. Do duplikátorové vany se sespílá studená mladina, vyhřeje se k varu a po částečném samovolném ochlazení se dochladí ledovou vodou zavedenou do pláště. Zakváší se čistou kulturou z laboratoře nebo z propagační stanice jiného pivovaru. Zákvas se převede ve stádiu bílých kroužků do provozní mladiny v rozkvasné kádi.

10.Spilka
V tradičním uspořádání bývá spilka umístěna ve středním podlaží studeného bloku pivovaru, tj. pod chlazením mladiny a nad ležáckým sklepem. Kvasné kádě jsou uspořádány v prostorných místnostech ve dvou nebo více řadách a manipulační prostor mezi káděmi je obvykle rozdělen do dvou podlaží. Prostor spilky se chladí buď přímo žebrovicemi, nebo nepřímo vháněním studeného vzduchu.
Při použití CK-tanků je uspořádání značně odlišné. Tanky jsou instalovány v řadách na volném prostranství.
● Kvasné nádoby
Počet a plnící objem kvasných nádob určuje výrobní kapacitu spilky.
- Kvasné kádě
pivovarDnes jsou běžné čtyřhranné kádě obsahu 100-400hl. Rohy kádí jsou zaobleny a dno je spádováno k výpusti uzavřené dutým čepem a závitovou zátkou. Při sudování se místo zátky našroubuje kohout a jeho pootočením se nadzvedne čep nad vrstvou kvasnic. Mladé pivo odchází otvory v horní části válcové plochy čepu. Kvasnice se sbírají po úplném vytažení čepu.
- Kombitanky
Kombitanky se využívají jak pro hlavní kvašení, tak pro dokvašování. Jsou to ležaté, válcové tanky s klenutými dny objemu 300-1000hl, konstruované pro provozní tlak 0,2 MPa.
- Semilinka Linka pro semikontinuální kvašení je tvořena rozkvasným tankem a 3-5ks kvasných tanků konstruovaných jako uzavřené, stojaté, válcové nádoby z ocelového nebo nerezocelového plechu.
Po rozkvašení mladiny v rozkvasném tanku se polovina objemu přepustí do prvního kvasného tanku a obě nádoby se doplní mladinou. Po 24 hod. se obdobným způsobem zakvasí druhý tank. Po naplnění posledního kvasného tanku je mladina v prvním kvasném tanku již prokvašena, mladé pivo se sesuduje, kvasnice zředěné vodou se vytlačí a tank se bez otevření a mytí znovu plní.
- CKT (Cylindrokónické tanky) CK-tanky se běžně stavějí pro objemy 1-3 tis. hl. Doba plnění tanku nemá být delší než 20 hod. a objem tanku tedy odpovídá až 80% denní výroby varen. Nádoby se konstruují z nerezoocelového plechu pro vnitřní přetlak 0,1-0,2 MPa. Poměr výšky: průměr tanku je 2-5:1. Čím je tank vyšší a štíhlejší, tím větší je proudění při kvašení a pomalejší sedimentace kvasnic. Vrcholový úhel kónusu je 60-75°, víko nádoby je klenuté nebo mírně kuželové. Ve válcovém plášti jsou zabudovány 2-3 chladící zóny, někdy je chlazen i kónus. Horní chladící zóna slouží k udržení maximální teploty, všechny zóny zapojené současně k ochlazení piva a spodní zóna k udržování teploty po ochlazení. Chladí se roztokem etylenglykolu, přímým odparem amoniaku nebo solankou bez obsahu chloridů. Chladící plocha je dimenzována tak, aby se dosáhlo chlazení piva ze 14°C na 2°C za 30 hod. Ve víku nádoby je instalován pojistný přetlakový a podtlakový ventil a mycí hlavice, která slouží též pro odvod kvasného CO/2 přes hradící přístroj.
CK-tanky jsou vhodné pro jednofázové i dvoufázové kvašení. Při jednofázovém kvašení se plní zakvašenou mladinou o teplotě pod 8°C. Při plnění s protitlakem lze omezit pěnění a tank je možno naplnit až na 93% celkového obsahu. Kvašení a teplé zrání probíhá po dobu 6-10 dnů při teplotách 15°C as hradicím tlaku do 0,1 MPa. Po prokvašní extraktu kvasnice rychle sedimentují a pod pivem se zvolna odtáhnou z tanku. Obdobně se po ochlazení piva na 0°C odtáhnou kaly. Studené zrání je 3-5 denní. Obsah CO/2 v pivě je vyšší než 0,5%.
● Kvasničné hospodářství
Kvasničné hospodářství má být umístěno v samostatné, dobře větrané a chlazené místnosti v blízkosti kvasných nádob. Hlavní vybavení tvoří úschovné nádoby na kvasnice, vibrační síta, pračka, chladič vody a zásobník pro zákvas včetně zakvašovacího zařízení.
● Zařízení pro zpracování přebytečných kvasnic
pivovarPři klasické výrobě se získá asi 1,1 litru přebytečných kvasnic ze spilky a zhruba 0,9 litru stažkových kvasnic z ležáckého sklepa na jeden hektolitr vyrobeného piva. Při sušině 10-18% zadržují tyto kvasnice minimálně 50% objemu piva, které lze oddělit a vrátit do výroby. K zahušťování kvasnic se používají různé druhy lisů, rotační vakuové filtry a dekantační odstředivky.
● Jímání a zpracování CO/2
Prokvašením jednoho hektolitru 10% mladiny vznikne asi 3,2 kg CO/2. Z tohoto množství lze získat 50-60%, zbytek připadá na CO/2 vázaný v pivě a na ztráty. Kvasné plyny lze odebírat až při koncentraci CO/2 nad 99,5%.
Dříve používaná trojstupňová komprese do 6 MPa je dnes nahražována nízkotlakou kompresí do 2 MPa.

11.Ležácké sklepy
Moderní sklepy jsou budovány výhradně nad úrovní terénu a vyskytují se v několika variantách. V dokonale izolované, chlazené budově jsou buď v několika patrech nad sebou umístěny ležaté, nerezocelové tanky, nebo stojaté CK-tanky (pro kvašení v oddělených buňkách po 2-4 ks). Velmi rozšířené jsou CK-tanky instalované na volném prostranství, které slouží pro kvašení i zrání piva.
● Nádoby na dokvašování a zrání piva
Ležácké tanky se vyrábějí až do objemu 1500hl z ocelového, hliníkového nebo nerezocelového plechu. Ocelové tanky se stavějí pro provozní tlak 0,09 MPa a zkušební tlak 0,19 MPa. Vnitřní povrch je opatřen vypalovaným smaltem nebo vrstvou epoxidové pryskyřice.
● Vybavení ležáckého sklepa
- Potrubí a armatury K základnímu vybavení ležáckého sklepa patří potrubní rozvody. Jejich správná konstrukce a bezvadný sanitační stav jsou předpokladem požadované mikrobiologické čistoty výrobku.
- Vyrovnavače Pro dopravu piva se používají téměř výhradně odstředivá čerpadla. Běžné vyrovnavače překonávají tlaky až do 0,6 MPa, speciální vícestupňové i vyšší. Pro dopravu kvasnic, odpadní křemeliny, hořkých kalů apod. se používají zubová ne vřetenová čerpadla.
- Směšovače Pro zajištění plynulého přítoku piva k filtru se naráží zpravidla několik tanků a pivo se mísí ve směšovači.

12.Zařízení k filtraci piva
Při filtraci se odstraňují z piva kalící látky, buňky kvasinek a částečně, nebo při EK-filtraci úplně, i buňky infekčních mikroorganismů.
pivovarFiltrační linka sestává z vlastních filtrů, dávkovače křemeliny, podchlazovače piva, vyrovnávacích tanků a zařízení pro dosycování piva CO/2. K nezbytnému vybavení patří zařízení pro sterilizaci filtrů a sanitaci potrubí.
Při filtraci sledujeme změny tlaků, průtoku piva, spotřebu křemelinové suspenze, teplotu, čirost a obsah CO/2 v pivě; při zahájení a ukončení filtračního cyklu stupňovitost piva, při sterilizaci teploty odtékající vody. U automaticky pracujících filtrů se měří zákal piva před filtrem a čirost filtrátu. Při zvýšení intenzity zákalu se zvyšuje dávkování křemeliny, při zhoršení čirosti filtrátu se pivo vrací před filtr.
● Podchlazovače piva
Při vyšších teplotách zrání se pivo před filtrací podchlazuje, aby dosáhlo vyloučení chladového zákalu, který se oddělí na filtru.. Pivo se podchlazuje na teplotu 0°C až -0,5°C v jednostupňovém deskovém chladiči.
● Zařízení pro dosycování piva
Dosycovače jsou automaticky pracující jednotky, které se obvykle zařazují za filtrační linku. Zapisovač eviduje obsah CO/2 a teplotu piva na výstupu ze stroje. Při nízkém vstupním obsahu CO/2a teplotě piva pod 0,5°C lze zvýšit koncentraci CO/2 až o 3 g.l/-1.
● Vyrovnávací tanky
Vyrovnávací tank je pravidelně zařazen před a někdy i za filtrační linkou. Tanky kompenzují náhlé změny objemu přiváděného a odebíraného piva zajišťují tak klidný průběh filtrace bez tlakových rázů. Tank před filtrem zabraňuje rovněž rázovému průniku většího množství kvasnic do filtru. Zlepšuje se čirost filtrátu a prodlužuje se filtrační cyklus.
● Filtry
- Miskové filtry
- Naplavovací filtry se obvykle zařazují jako první filtační stupěň a sestávají z dávkovače křemeliny a vlastního filtru.
- Deskové filtry se používají na dofiltraci piva. Konstrukčně jsou velmi podobné rámovým křemelinovým filtrům.
● Přetlačný sklep
pivovarFiltrované pivo se plní do přetlačných tanků umístěných v přetlačném sklepě stáčírny. Přetlačný sklep je chlazen na teplotu 1-2°C a je umístěn co nejblíže u stáčejících strojů.
K uchování piva jsou vhodné stojaté tanky z nerezavějící oceli dimenzované na provozní tlak 0,3 MPa. Pro přeplňování tanků se u stabilizovaného piva používá CO/2.

12.Zařízení k filtraci piva
Lahvovna slouží k přepravě, mytí a plnění skleněných obalů - lahví. Jejím základním zařízením je jedna nebo více lahvárenských linek a dále nezbytný sklad prázdných a plných obalů i sklad pomocných materiálů.
● Pastery
Zařazují se proto, aby se tepelným ošetřením omezila činnost mikroorganismů a zvýšila trvanlivost piva. Nejčastějším a nejspolehlivějším způsobem je pasterace uzavřených lahví, ale používá se i průtoková pasterace před plněním do obalů.
Autor:Tomáš Lejsek, Petr ŤopkaZdroj:Stroje a zařízení (1991)

Informace z veřejně přístupných internetových nebo tištěných zdrojů.14.09.2015 23:32