Выбор оптимального количества бродильных чанов — одно из важнейших решений при проектировании пивоваренного завода. Недостаточное количество бродильных чанов может ограничить объемы производства и создать проблемы с планированием производственного графика. Избыточное количество может привести к увеличению первоначальных инвестиций, нагрузки на систему охлаждения, занимаемой площади и объема работ по очистке.
Необходимое количество зависит не только от размера варочного цеха. Производитель пивоваренного оборудования должен учитывать частоту варки, время брожения, рабочий объём резервуаров, годовые планы по производству, сорта пива и перспективы расширения производства.
В данном руководстве объясняется, как рассчитать количество бродильных чанов, необходимое для пивоваренного завода, и какие факторы следует учитывать перед заказом бродильных чанов.
Производительность варочного цеха не совпадает с производительностью бродильной установки
Распространенной ошибкой является предположение, что для варного цеха объемом 1000 л автоматически требуется фиксированное количество бродильных чанов объемом 1000 л.
На практике варочный цех определяет, какой объем сусла можно получить за одну партию, а система бродильных чанов — какой объем пива можно одновременно переработать в процессе брожения.
Например, варочный цех объемом 1000 л может производить одну партию объемом 1000 л за один цикл варки. Если на пивоварне большинство сортов пива бродит в течение 10–14 дней, то пивоварне требуется достаточная мощность бродильных резервуаров, чтобы принимать новые партии, пока предыдущие партии еще находятся в резервуарах.
Поэтому количество ферментеров следует рассчитывать исходя из график производства, а не просто ориентироваться на количество бродильных чанов.
От чего зависит количество бродильных чанов?
На необходимое количество бродильных чанов влияют несколько факторов.
1. Частота приготовления
Для начала определите, как часто пивоварня планирует варить пиво.
Требования к процессу брожения на пивоварне, выпускающей одну партию в неделю, значительно отличаются от требований на пивоварне, выпускающей четыре или пять партий в неделю.
Например, если пивоварня объемом 1000 л производит четыре партии в неделю, система брожения должна еженедельно принимать примерно 4000 л свежего сусла.
2. Время брожения
Время брожения является одной из важнейших переменных.
Производство эля может занимать примерно 7–14 дней в зависимости от рецептуры и технологии. Производство лагера может требовать значительно более длительных периодов брожения и созревания.
Чем дольше пиво остается в бродильном чане, тем больше резервуаров требуется для поддержания прежней частоты варки.
Например, пивоваренному заводу, выпускающему одну партию объемом 1000 л каждые два дня, может потребоваться значительно большая мощность бродильных резервуаров, если среднее время пребывания сусла в резервуаре составляет 14 дней, а не 7 дней.
3. Рабочий объём бродильного чана
Как правило, ферментеры не заполняются до полного геометрического объёма.
В бродильном чане должно быть достаточно свободного пространства сверху для обеспечения процесса брожения, образования пены и контроля технологического процесса. Поэтому бродильный чан номинальным объемом 1000 л не всегда означает 1000 л полезного объема пива.
Фактический рабочий объём следует уточнить на этапе проектирования пивоваренной установки.
4. Сорта пива
Различные сорта пива могут предъявлять разные требования к брожению и созреванию.
Пивоварня, производящая в основном эли с быстрым оборотом, может работать с меньшим количеством бродильных чанов, чем пивоварня, специализирующаяся на лагерах, крепких элях или сортах пива, требующих более длительной выдержки.
Если пивоварня производит несколько сортов одновременно, дополнительные резервуары также могут оказаться полезными для обеспечения гибкости производства.
Простой способ расчета потребностей в ферментерах
Хорошей отправной точкой может служить следующее:
Необходимая мощность бродильной установки ≈ еженедельный объем варки × средняя продолжительность брожения ÷ 7
Например, предположим, что пивоваренный завод эксплуатирует варочный цех объемом 1000 л и производит четыре партии в неделю.
Еженедельный объем пивоварения:
1000 л × 4 = 4000 л/неделю
Если средняя продолжительность цикла ферментации составляет 14 дней:
4000 л × 14 ÷ 7 = 8000 л
Таким образом, пивоварне потребуется примерно 8000 л активной бродильной мощности.
Это можно настроить следующим образом:
8 ферментеров объемом 1000 л каждый
или другое сочетание, например:
4 ферментатора объемом 2000 л
в зависимости от графика варки, рецептур и конфигурации бродильных чанов.
Данный расчет является лишь отправной точкой. При проектировании пивоваренного завода необходимо также учитывать свободное пространство в резервуарах, время на очистку, графики перекачки, пиковые нагрузки и резервные мощности.
Сколько бродильных чанов требуется для пивоварни объемом 1000 л?
Пивоварня объемом 1000 л часто используется развивающимися крафтовыми пивоварнями, пиво-пабами и предприятиями, переходящими от пилотного производства к промышленному.
Типичная конфигурация может включать:
- Ферментеры объемом 4–8 × 1000 л для небольших или гибких производственных процессов
- Ферментеры объемом 8–12 × 1000 л для более высокой частоты варки пива
- Комбинация резервуаров разных размеров для различных сортов пива
Например, пивоварне, выпускающей две партии в неделю, может потребоваться значительно меньшая мощность бродильных чанов, чем той, которая выпускает пять партий в неделю.
Поэтому окончательная конфигурация должна основываться на производственном плане, а не на стандартном комплекте оборудования.
Сколько бродильных чанов требуется для пивоварни объемом 2000 л?
Варочный цех объемом 2000 л может обслуживать крупную коммерческую крафтовую пивоварню, однако количество бродильных чанов в значительной степени зависит от частоты варки.
Если пивоварня выпускает три партии по 2000 л в неделю, а средняя продолжительность брожения составляет 14 дней:
2000 л × 3 × 14 ÷ 7 = 12 000 л
Возможная конфигурация может выглядеть следующим образом:
6 ферментеров объемом 2000 л
Это обеспечивает номинальную мощность ферментации примерно 12 000 л.
Если пивоварня планирует варить пиво чаще или выпускать сорта с более длительным сроком брожения, могут потребоваться дополнительные резервуары.
Должны ли все бродильные чаны быть одинакового размера?
Не обязательно.
Использование одинаковых ферментеров упрощает планирование производства, очистку и управление запасными частями. Однако смешанная конфигурация резервуаров может обеспечить большую гибкость.
Например, пивоваренный завод может использовать:
4 ферментера по 2000 л + 4 ферментера по 1000 л
Это позволяет пивоварне производить как полные партии, так и небольшие серии продукции.
Системы брожения с переменной производительностью могут оказаться особенно полезными для пивоваренных заводов, выпускающих сезонные сорта пива, специальные сорта или экспериментальные партии.
Почему дополнительные мощности по ферментации могут оказаться полезными
Пивоваренный завод не всегда работает на уровне среднего объема производства.
Сезонный спрос, выпуск новых продуктов и рост объёмов продаж могут приводить к возникновению периодов, когда требуются дополнительные мощности по ферментации.
Создание разумного производственного запаса может помочь избежать ситуаций, когда варочный цех готов к варке, но нет свободного бродильного чана.
Однако при этом также возрастает избыточная производственная мощность:
- Инвестиции в оборудование
- Требования к гликолевому охлаждению
- Требования к площади помещений
- Объем работ по уборке
- Расходы на техническое обслуживание
Цель заключается не в том, чтобы установить как можно больше ферментеров, а в том, чтобы создать сбалансированную производственную систему.
Вместимость бродильного чана должна соответствовать мощности всей пивоваренной установки
Бродильные чаны не следует проектировать отдельно от остальных частей пивоварни.
Система ферментатора должна работать в сочетании со следующими компонентами:
Пивоварня
Размер партии и частота варки определяют, как быстро сусло поступает в систему брожения.
Гликолевая система охлаждения
Чем больше ферментеров, тем выше потребность в охлаждении, особенно в пиковые моменты ферментации.
Система CIP
Количество и размер резервуаров напрямую влияют на процедуры очистки и производительность системы CIP.
Емкости для светлого пива
Если пиво перекачивается в BBT для газирования, осветления или розлива, необходимо также учитывать количество BBT и график перекачки.
Система упаковки
Упаковочная линия должна соответствовать темпам производства. В противном случае мощности ферментации могут превысить фактические производственные мощности последующих этапов.
План будущего расширения пивоваренного завода
Пивоваренный завод может начать работу с небольшого количества бродильных чанов, а по мере роста продаж постепенно увеличивать их количество.
Например, пивоваренный завод может изначально установить:
Варочный цех объемом 1000 л + 6 ферментационных чанов по 1000 л
а также зарезервировать площадь, подключения для гликоля и мощности инженерных сетей для будущего расширения с целью:
Варочный цех объемом 1000 л + 10–12 ферментационных чанов объемом 1000 л
Такой подход позволяет сократить первоначальные инвестиции и одновременно обеспечить рост производственных мощностей без полной перестройки пивоварни.
Поэтому при планировании площадки целесообразно учитывать не только оборудование первой очереди, но и возможное расширение второй очереди.
Как компания METO разрабатывает системы ферментации
Как производитель пивоваренного оборудования, компания METO не определяет количество ферментаторов исключительно на основании производительности варочного цеха.
Мы учитываем плановый объем производства пивоварни, частоту варки, время брожения, сорта пива, рабочий объем резервуаров, требования к охлаждению, систему CIP, мощность упаковочного оборудования и доступное пространство для установки оборудования.
Компания METO может поставить бродильные чаны из нержавеющей стали различной вместимости и конфигурации, включая чаны с индивидуальными размерами, охлаждающими рубашками, теплоизоляцией, номинальным давлением, арматурой и вариантами систем управления.
В рамках комплексного проекта пивоваренного завода ферментаторы также могут быть интегрированы с варочным цехом, системой гликолевого охлаждения, системой CIP, бункерами для сырья (BBT), системами управления и другим вспомогательным оборудованием.
Заключительные соображения
Не существует единого стандарта количества бродильных чанов для пивоварни.
Практический расчет следует начинать со следующего:
Объем партии в варочном цехе → Частота варки → Время брожения → Необходимый объем для брожения → Количество резервуаров
Например, пивоварне объемом 1000 л, выпускающей четыре партии в неделю со средним циклом брожения 14 дней, может потребоваться около 8000 л активной бродильной мощности, не учитывая при этом операционную рентабельность и другие технологические требования.
Таким образом, лучшая система брожения — это та, которая соответствует фактическому графику производства пивоварни и обеспечивает достаточную гибкость для будущего роста.
Если вы планируете построить новую пивоварню или расширить существующую, производитель пивоваренного оборудования сможет рассчитать необходимую вместимость бродильных чанов с учетом ваших производственных целей, графика варки пива и имеющейся площади, а не опираться на стандартные комплекты чанов.
Поделитесь своим Обсудите с METO плановый годовой объем производства, желаемый размер партии, количество варки в день, сорта пива, имеющееся пространство и требования к упаковке. Наша команда инженеров поможет разработать конфигурацию пивоваренного оборудования с учетом ваших производственных целей.
