ТИПЫ ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ЗАТОРА




Степень эффективности систем фильтрации определяется:
- как можно более высоким выходом экстракта (оптимум 97-100%).
- продолжительностью варочного цикла (время от начала одной до начала другой варки), т. е. количеством варок в сутки.
- качеством отфильтрованного сусла.


Один из вариантов уменьшения общего времени фильтрации состоит в том, что, одновременно с обычной фильтрацией через слой дробины, при помощи специальных приспособлений производится отбор верхнего, уже отстоявшегося, слоя сусла. Отобранное сусло обычно пропускается через фильтр-блок. В таких условиях процесс протекает достаточно быстро, а фильтрующий слой уплотняется медленнее и не требует глубинного рыхления. Это снижает количество взвеси, попадающей в сусло.

Для фильтрации затора используются заторно-фильтрационные и фильтрационные чаны, а также заторные пресс-фильтры.

Фильтрующей основой в фильтр-чане служит сетчатый элемент, дающий опору фильтрующему слою дробины, а в фильтр-прессе - полипропиленовые мембраны (салфетки), с помощью которых идет фильтрация.



Схема фильтр-чана

Традиционный заторно-фильтрационный чан


Заторно-фильтрационный чан является наиболее старой (и медленной) системой из всех существующих. К его достоинствам относится невысокая стоимость и простота обслуживания.
В заторно-фильтрационном чане происходит осахаривание и фильтование затора. По сравнению с другими типами оборудования, при работе на заторно-фильтрационном чане используется дробина наиболее грубого помола. К его характерным особенностям относится небольшие площадь фильтрации и выход экстракта. Но поскольку на заторно-фильтрационом чане толщина слоя дробины (напомним еще раз - очень крупной фракции) является самой большой, с помощью этого типа оборудования можно получить наиболее прозрачное сусло. Невысокий выход экстракта частично компенсируется возможностью использования меньшего количества воды при приготовлении затора (2 литра на 1 килограмм дробины), а также возможностью промывки дробины большим количеством воды.
Скорость сбора сусла в заторно-фильтрационном чане обычно регулируется вручную. При фильтрации первого сусла частицы дробины как бы "плавают" в нем - такой эффект наблюдается только на этом оборудовании. Первое сусло обладает высокой вязкостью, скорость его сбора невелика. Это позволяет предупредить оседание частиц на фильтрационном сите.
В заторно-фильтрационном чане удаление пивной дробины производится вручную или при помощи вращающегося устройства, которое сдвигает дробину по направлению к разгрузочному люку.

Схема фильтр-чана


Фильтрационный чан


Современные фильтр-чаны, так же, как и пресс-фильтры, могут обеспечивать фильтрацию 12 заторов в сутки. Их обслуживание нетрудоемко. Большинство пивоварен использует сегодня именно фильтр-чаны современной конструкции.
В фильтрационном чане частицы дробины оседают на фильтрационном сите. Площадь фильтрации у этого типа оборудования значительно больше, чем у заторно-фильтрационного чана. В то же время фильтрующий слой в нем менее толстый.
Перед подачей затора под сита подают воду таким образом, чтобы над ними образовался слой воды в 1-1,5 см. Чтобы снизить нагрузку на сито и сделать распределение густой фракции затора более равномерной, при перекачке в чан затора включается разрыхлитель. После того, как перекачанный затор оставляют в покое на 25-30 минут, в чане осаждается фильтрующий слой. Он состоит из:

1. Тончайшего слоя мути.

2. Основного слоя грубых частиц дробины (шелуха и крупка).

3. Тонкого тестообразного слоя мелких частиц.


При работе на фильтрационном чане используется дробина более тонкого помола. Это увеличивает сопротивление фильтрующего слоя. В результате даже небольшое увеличение вязкости сусла оказывает значительное влияние на время фильтрации. Этот недостаток компенсируется с помощью применения специального разрыхляющего механизма. Он представляет собой вращающуюся по кругу штангу, на которой укреплены прямые или волнообразные ножи. На конце ножей укреплены пропашники (башмаки) - плугообразные поперечные элементы. Дабы обеспечить возможность рыхления фильтрующего слоя на разной высоте, ось, на которой вращается штанга рыхлителя может раздвигаться по вертикали.

Для того, чтобы не нарушить целостность фильтрующего слоя, не "прорвать" его, скорость вращения разрыхляющих элементов (ножей) должна быть минимальной. Чтобы компенсировать малую скорость вращения, фильтрующий слой разрыхляют с помощью многих ножей одновременно (как вариант - используются ножи с двойными пропашниками).
Виды рыхлителей различаются по количеству поперечных штанг, на которых укреплены вращающиеся по кругу ножи. Обычно в фильтрационном чане монтируют две, три, четыре или шесть штанг рыхлителя. Их количество зависит от величины (диаметра) чана.

После окончания фильтрования оставшуюся в котле дробину выгружают с помощью того же рыхлителя. Для этого ножи разворачивают плоской стороной по направлению движения и сгребают ими дробину в люк для выгрузки.
Также выгрузка дробины может производится путем опускания закрепленной на рыхлителе специальной полосы или при помощи реверсивного хода рыхлителя определённой конструкции.

Фильтрующие элементы оборудования старого образца изготавливались из жесткой латуни толщиной 3-5 мм. Фильтр-сито собиралось из съемных латунных элементов, в каждом из которых фрезерным способом были сделаны круглые отверстия. Наиболее существенным недостатком таких пластин было то, что они быстро забивались. Чистить их было тяжело. Поэтому довольно скоро в пластинах стали делать не круглые отверстия, а прорези, узкие вверху и расширяющиеся книзу (такая их форма значительно уменьшает сопротивление пластины потоку и облегчает чистку). При чистке сито разбиралось.

У современного оборудования сито сделано из нержавеющей стали. Обычно оно изготавливается:

1. В виде традиционных пластин с фрезерованными фильтрационными щелями.

2. Путем высокоточного сваривания профильных элементов специальной формы, образующих между собой сварную решетку. Фильтрационные отверстия получаются при этом традиционной формы - узкие вверху и широкие внизу.


Система самоочищающегося "двойного дна", изготавливается путем сварки. Наклон профильных элементов позволяет, по словам специалистов, улучшить характеристики потока фильтрации (улучшается степень прозрачности сусла). Также, во время выгрузки дробины, из наклонных щелей легче вымываются застрявшие там частицы дробины. При этом снижается количество воды, необходимой для промывки (для европейских стран это очень существенный экономический фактор).
Способ фильтрации затора зависит от типа выпускаемого пива и конструкции фильтрационного чана. При этом разрыхляющий механизм может работать непрерывно или периодически, в этом же режиме подается и вода - когда процесс фильтрации приостанавливается, производится перемешивание дробины.
Работа на фильтрационных чанах облегчается тем, что все они, как правило, полностью автоматизированы. Это дает возможность не только регулировать скорость фильтрации, но и контролировать разность давлений над и под ситом. Если разница падает ниже нормального уровня, это означает, что произошло "оседание" затора.

Во время фильтрации может быть измерена:

- скорость потока сусла (позволяет получить информацию об общем объеме собранного сусла);

- разность давлений над и под ситовым пространством (непосредственно обуславливается сопротивлением фильтрующего слоя потоку сусла);

- прозрачность сусла (сусло должно иметь мутность менее 5 единиц ЕВС при содержании взвешенных частиц не более 1 мг/литр);

- плотность сусла (как только плотность уменьшается, вязкость сусла снижается и процесс фильтрования ускоряется);

- температура воды, подаваемой на промывку.

Для регулирования процесса фильтрования корректируются:

- скорость прохождения сусла через слой дробины (скорость сбора фильтрата);

- скорость промывки дробины (скорость обезвоживания фильтрующего слоя и количество воды над ним);

- температура воды, подаваемой на промывку (высокая температура приводит к снижению вязкости сусла, но одновременно увеличивает экстракцию нежелательных компонентов оболочки;

- рыхление и выравнивание слоя дробины (главным образом для уменьшении возрастающей разности давлений над и под слоем дробины;

- возврат сусла - после начала фильтрования и часто после остановки фильтрации вследствие "оседания" затора сусло возвращают в фильтрационный чан до тех пор, пока оно не станет прозрачным, после чего его направляют в сусловарочный котел.


Фильтр-пресс




Фильтр-пресс является основным конкурентом фильтр-чана, но пока что большинство пивоваров работает на фильтр-чанах современной конструкции. По словам представителей основного мирового производителя фильтр-прессов - компании "Meura S.A." (Бельгия), это связано с тем, что фильтр-пресс является более "молодым" видом оборудования, которое еще не успело широко распространиться. Фильтр-пресс является весьма эффективным и компактным видом оборудования.
Толщина слоя дробины составляет в современном фильтр-прессе 4-6 сантиметров (в фильтр-прессе старого образца - 6-7 сантиметров). Дробину для него можно измельчать очень тонко (доля муки - около 50%).

Схема фильтр-чана

По своему строению и принципу действия все фильтр-прессы похожи на кизельгуровые рамные фильтры. Фильтрующий элемент оборудования старого типа складывается из рам и опорных плит, которые перемежаются не фильтр-картоном, а специальными салфетками из синтетической (или хлопчатобумажной) ткани.
Плиты и рамы перемежаются друг с другом. При их соединении в один фильтровальный блок, отверстия плит и рам образуют каналы для циркуляции затора, сусла и воды.
Блок плотно сжимается при помощи гидравлического зажима, что обеспечивает его герметичность. Заторная масса подается во внутреннюю полость рам. С помощью создаваемого избыточного давления сусло проходит через салфетки и по рифленой поверхности опорных плит стекает к кранам. Остатки сусла из дробины вытесняются сжатым воздухом или паром, а после вымываются горячей водой. Рабочий цикл обычного фильтр-пресса составляет около 4 часов.

Радикальные изменения в конструкции, позволившие говорить о появлении нового поколения фильтр-прессов, произошли в 1990 году, когда компания "Meura" (Бельгия) продемонстрировала свой новый фильтр-пресс (Mash filters) "Meura 2001".
Фильтрационный блок пресса нового поколения складывается из полипропиленовых мембранно-камерных модулей (рифленых плит, покрытых с обеих сторон эластичной мембраной) и решетчатых фильтрующих плит толщиной 40 миллиметров (с двух сторон закрыты фильтровальными салфетками).

Первая стадия фильтрации на майш-фильтре проходит практически по традиционной схеме.
Заторная масса подается в камеры под избыточным давлением, сусло выдавливается через фильтровальные салфетки и выводится в специальный сборник. После того, как через камеры пройдет весь затор, они заполняются дробиной.
На второй стадии в мембранно-камерный модуль подается сжатый воздух. Эластичные полипропиленовые мембраны раздаются в стороны и выжимают из слоя дробины остатки первого сусла.

Промывка дробины водой также производится в две стадии - собственно промывка и отжим из дробины промывной воды.
После этого дробину отжимают окончательно. Оптимальная влажность должна составлять около 32%. Если она будет меньшей - затруднится транспортировка выгруженной дробины по трубопроводу. Во время этой (последней) операции фильтрационные блоки и модули автоматически раздвигаются и дробина выгружается в специальный бункер.

Выгруженная дробина обычно транспортируется по трубопроводу (при помощи сжатого воздуха) в силос, откуда выгружается в транспортные средства, доставляющие ее потребителям.
Весь рабочий цикл майш-фильтра составляет около 100-110 минут, что делает возможным проведение 12 фильтраций затора в сутки. К преимуществам этого оборудования относится простота обслуживания - фильтровальные салфетки можно промывать, не вынимая их из фильтра. Промывка производится слабощелочным раствором.

Майш-фильтры способны работать с солодом очень тонкого помола, обеспечивая максимальный выход экстракта (зачастую превышает лабораторные 100%). Так как количество воды, подаваемой для промывки дробины, тут меньше, чем в других системах, при использовании заторного фильтра можно получить сусло очень высокой плотности.


Flag Counter