Site Tools


Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Next revision
Previous revision
projects:brewery [2012/02/28 22:48]
212.76.47.1 created
projects:brewery [2014/04/02 06:57] (current)
Line 1: Line 1:
-W pewnym uproszczeniu działalność ​browaru ​obejmuje trzy sfery: produkcji, przechowywania i dystrybucjiPoszczególne etapy generują różne problemy i koszta; wymagają też różnego nakładu pracy, dlatego w swoim opisie potraktuję je oddzielnie. Na potrzeby projektu zakładam, że pożądana instalacja umożliwia uwarzenie jednej warki (30 litrów) w ok. 5-6 godzin, piwo dojrzewać będzie w zbiornikach 30/60 litrów, ​na bieżąco będzie można nalewać z chłodzonych KEGów 4x19 litrów. Pojemniki na fermentację burzliwą mogą mieć łącznie 150 litrów (3x30+60), pojemniki na fermentacje cichą łącznie ok. 136 litrów (4x19+2x30). Szacowana standardowa produkcja takiej instalacji to 4 warki tygodniowo, czyli  ok.  240 piw, a cena surowców do uwarzenia jednego piwa wyniosłaby ok. 1-2 zł. Oczywiście browar można by rozwijać stopniowo, nie trzeba też uruchamiać maksymalnych mocy produkcyjnych. +Projekt zautomatyzowanego ​browaru ​domowegoPodzielony ​na mniejsze pod-projekty: 
- +  ​* ​[[projects:brewery:​srutownik]] 
-Po dokładnym rozpisaniu poszczególnych etapów przygotuję szacunkowy kosztorys. +  * [[projects:brewery:warzelnia]] 
- +  * [[projects:brewery:przechowanie]] 
-Produkcja piwa w warunkach domowych wykorzystuje minimum urządzeń i proste rozwiązania. Zestaw, dzięki któremu można warzyć dobre piwo kosztuje około 400 zł, jednak maksymalne wybicie takiego browaru to jedynie ok. 80 piw tygodniowo. Kolejnym minusem jest stosunkowo niska powtarzalność procesu i jego pracochłonność. Można też zwrócić uwagę na wysokie zużycie mediów, ale to zależy w dużej mierze od jakości instalacji (tj. stare browary mają również duże zużycie wody i energii). +  * [[projects:brewery:kontrola-procesu]] 
- +  * [[projects:brewery:rozlew]]
-Tak wysokie wybicie wymaga oczywiście odpowiedniej przestrzeni,​ której zużycie zależy od podjętych rozwiązań technologicznych oraz ilości składowanego słodu/​chmielu oraz pełnych butelek. Szacunkową wielkość takiego browaru przedstawię przy okazji kosztorysu. +
- +
-1. Produkcja. +
-Urządzenia i instalacje potrzebne do warzenia piwa opiszę zgodnie z kolejnością ich stosowania w procesie. +
- +
-1) Śrutownik +
-Śrutownik jest urządzeniem opcjonalnym. Pozwala rozdrobnić słód do tzw. śruty. Sam słód ma twardą łuskę i kruche ziarno, naszym celem jest rozdrobnienie ziarna do postaci mąki, nie niszcząc jednocześnie struktury łuski. Najlepszym rozwiązaniem jest tzw. śrutownik walcowy o napędzie mechanicznym lub manualnym. Polega na tym, że dwa metalowe walce zamontowane są w odległości ok. 2 mm od siebie. Ich powierzchnia jest ponacinana w taki sposób, że wzajemnie na siebie nachodzą (nacięcia lustrzane o głębokości ok 1 mm). Nad wałkiem znajduje się pojemnik, do którego wsypuje się słód. Zmiażdżony słód trafia do odpowiedniego pojemnika/​worka. Przykład takiego urządzenia jest [[http://​www.browamator.pl/​szczegoly.php?​grupa_p=6&​przedm=419280|na stronie jednego sklepu]], ale jego cena jest nie do zaakceptowania. +
- +
-Stosowanie własnego śrutownika pozwala obniżyć koszt i zwiększa trwałość słodu. W innym wypadku można zamawiać słód ześrutowany. +
- +
-2) Warzelnia, tzw. serce browaru. +
-W browarnictwie stosuje się bardzo różne warzelnie, składające się z jednego do czterech połączonych naczyń. W piwowarstwie domowym warzelnia to po prostu garnek i jedno wiadro z kranikiem i oplotem. W warzelni przebiega proces warzenia piwa, który składa się z czterech częścizacierania, filtracji, chmielenia, schładzania. +
- +
-a) zacieranieto proces aktywacji odpowiednich enzymów zawartych w słodzie, dzięki któremu zachodzą reakcje biochemiczne niezbędne do powstania zacieru, z którego drożdże uczynią piwo. W praktyce chodzi o uwodnienie słodu, który następnie podgrzewany jest do odpowiedniej temperatury/​temperatur co umożliwia enzymom jak najaktywniejsze działanie. Zacieranie da się opisać prostym ​ +
-algorytmem (np. najprostszy to60 minut w temperaturze 68 stopni, podgrzanie do 76; najbardziej skomplikowane uwzględniają do 4-5 przerw w trakcie warzenia w kolejnych, coraz wyższych temperaturach,​ jednak wszystkie w zakresie 36-76 stopni). Podczas zacierania trzeba kontrolować temperaturę zacieru oraz go mieszać. +
- +
-Istnieje metoda tzw. zacierania dwuwarowego,​ która poprawia jakość niektórych rodzajów piwa. Jest związany z systemem podgrzewania roztworu. Np.mamy 10 litrów cieczy o temperaturze 60 stopni. Chcemy uzyskać temperaturę 72 stopnie, więc w tym celu oddzielamy część cieczy, podgrzewamy ją do wyższej temperatury (np. 78 stopni) i zwracamy do głównego naczynia, gdzie temperatura wyrównuje się na żądanym poziomie. Aby podnieść ją ponownie stosujemy analogiczny zabieg. +
- +
-W browarnictwie stosuje się dwa główne sposoby regulowania procesu zacierania. Jednym jest dostarczanie energii (ogień, para wodna, grzałki) do czasu otrzymania odpowiedniej temperatury. Drugim jest zaizolowanie kadzi zaciernej i dostarczanie odpowiedniej ilości wrzątku, który podnosi temperaturę. Ten system musi jednak uwzględniać ilość roztworu w kadzi i choć przynosi pewne ograniczenia (uwarzenie mocnego pszenicznego piwa może być problematyczne),​ to jest dość eleganckie i energooszczędne. +
- +
-Objętość kadzi zaciernej wyznacza ilość uzyskanego piwa. W browarnictwie domowym jest to 20 litrów, tutaj proponowałbym 30 litrów. Tyle uwarzonego piwa można przelać potem do wiader albo jednej większej beczki. Minusem takiej objętości jest fakt, że trudniej powstałą instalację zbudować i obsługiwać (przemieszczanie 60-litrowych beczek trzeba już robić z głową). +
- +
-Do uwarzenia 30 litrów piwa do kadzi zaciernej trzeba dodać od 4 do cca 8-9 kilogramów słodu. Niektóre słody (pszeniczny,​ żytni) mogą zwiększać gęstość roztworu. Co równie ważne, po zakończeniu filtracji trzeba kadź opróżnić i możliwie sprawnie wyczyścić z pozostałości słodu. W przypadku 30-litrowego garnka nie stanowi to wielkiego problemu, ale jeśli będziemy mieli niemoblilną kadź, trzeba to przemyśleć. +
- +
-b) filtracja +
-w browarnictwie domowym stosuje się bardzo prosty sposób filtracji, który imho można zaadoptować. Na dnie kadzi zaciernej, lub pojemnika do którego przekładamy zacier, znajduje się cca 1,5 metrowy oplot metalowy podłączony do kranika. Czekamy aż osad się ułoży. Następnie stosując pompę grawitacyjną (kadź zacierna jest jak najwyżej) możemy szybko automatycznie przefiltrować ciecz, którą trzeba by wspomóc manualnie przy gęstych roztworach. Ponieważ słód pochłania odpowiednią część wody (ok. 1l na kg), a w tak przefiltrowanym słodzie znajduje się jeszcze trochę cukru, przy niektórych piwach stosuje się tzw. wysładzanie,​ które polega na dodaniu do słodu określonej ilości wody w temperaturze 72-74 stopnie i powtórzenia procesu filtracji. (W przypadku silnego piwa z wysłodzin można zrobić podobne, ale dużo słabsze piwo). +
- +
-c) chmielenie +
-Przefiltrowany roztwór doprowadzamy do wrzenia i gotujemy przez cca 60-90 minut. Za pożądane uznaje się odparowanie części cieczy. W trakcie gotowania dodajemy różne dawki chmielu w określonych odstępach czasu (jeden rodzaj chmielu lub różne). Od jednej dużej dawki do wielu małych (dodawanych co 5 minut). Najczęściej są to trzy dawki (na początku, w środku i pod koniec chmielenia). Zakładając ilość odparowanej cieczy, musimy poddać chmieleniu trochę więcej zacieru niż potrzebujemy. +
- +
-d) chłodzenie i filtracja +
-Nachmielone piwo musimy schłodzić do odpowiedniej temperatury (10-22 stopnie), a następnie odfiltrować. Sposobów chłodzenia jest potwornie dużo, jednymi z najwydajniejszych są chłodnice lub dodanie zmrożonych pojemników z np. lodem. Im szybciej przeprowadzimy ten proces, tym lepiej, unikniemy ew. zakażeń i wad smakowych piwa. Filtrację można przeprowadzić za pomocą filtrów, albo stosując dekantację,​ czyli zlewanie znad osadu. Od czasu rozpoczęcia chłodzenia piwa musi ono pozostać sterylne! +
- +
-Schłodzoną brzeczkę przed zadaniem drożdżami trzeba napowietrzyć dla otrzymania jak najlepszych rezultatów. Nie za bardzo jednak wiem, jak można to zrobić w takich warunkach. +
- +
-2. Fermentacja (przechowywanie) +
-Przechowywanie związane jest zarówno z piwem, jak i jego składnikami. Dość powiedzieć,​ że słód przechowywać musimy w suchym miejscu, chmiele i drożdże natomiast w temperaturach jak najbliższych 0, aby nie traciły swoich właściwości. +
- +
-Najważniejsza jest jednak fermentacja,​ która powinna odbywać się w ściśle kontrolowanej temperaturze. Można to osiągnąć przy pomocy jednej chłodni lub/i zespołu urządzeń chłodzących. W uproszczeniu rozróżniamy fermentację burzliwą (górną i dolną) oraz cichą (często łączoną z leżakowaniem). +
-  +
-Fermentacja burzliwa musi być przeprowadzona zawsze. Trwa 5-10 dni (dla piw lekkich, do nawet 7 tygodni dla piw mocnych), zależnie od temperatury. Piwa dolnej fermentacji fermentują w temperaturze 10-12 stopni, górnej 15-24 stopnie. Najważniejsze,​ aby temperatura była względnie stała. Fermentacja jest procesem endotermicznym,​ dlatego podnosi temperaturę o ok. 2 stopnie. Co więcej, musi być kontrolowana a o czasie zakończenia fermentacji zazwyczaj decyduje człowiek. +
- +
-Fermentacja cichapiwo po fermentacji burzliwej przelewamy do szczelnie zamkniętego pojemnika (dwutlenek węgla wydostaje się przez rurkę fermentacyjną). Niektóre piwa, jak na przykład piwa pszeniczne, nie potrzebują fermentacji cichej, która powoduje ona głębsze odfermentowanie,​ polepszenie smaku i zwiększenie klarowności. Sama cicha fermentacja trwa około miesiąca. Jednak, jeśli pojemniki umożliwiają przechowywanie piwa pod ciśnieniem,​ za jednym razem stosuje się również tzw. leżakowanie,​ czyli piwo leży w pojemnikach tydzień, na każdy 1% zawartości cukru jaki był zawarty w fermentowanej brzeczce. Takie wyleżakowane piwo, bezpośrednio z beczki pod ciśnieniem,​ jest najsmaczniejsze. Temperatura leżakowania i cichej fermentacji powinna wynosić 2-3 stopnie dla piw dolnej fermentacji i 10-14 dla piw górnej fermentacji. +
- +
-Jak widać, ten proces wymaga wiele przestrzeni i skomplikowanego systemu chłodzenia. Można w tym celu skonstruować specjalną chłodnię, albo/i zamontować parę lodówek z podłączonymi sterownikami temperatury. Więcej w przykładowej instalacji. +
- +
-3. Dystrybucja +
-Gotowe piwo możemy przy pomocy specjalnej instalacji rozlewać do kufli bezpośrednio na miejscu, albo zabutelkować. Instalację do rozlewania na miejscu z 19 litrowych KEGów można skonstruować w chłodni lub w lodówkach, podłączonych do nabojów CO2 i nalewaków. Jeśli zdecydujemy się na rozlewanie części lub całości do butelek, to trzeba załatwić butelki. Najczęściej można odebrać je za darmo w zaprzyjaźnionych pubach. Jednak sam proces ich mycia, dezynfekcji i kapslowania jest bardzo pracochłonny,​ ale nie potrafię go zmechanizować. Jeśli piwo nie leżakowało w pojemnikach pod ciśnieniem,​ musi poleżakować jeszcze od 3 tygodni do pół roku w butelkach. Ostatnią kwestią jest druk i klejenie etykietek, ale jest to po pierwsze opcjonalne, a po drugie chyba najmniej problematyczne z całego procesu. +
- +
-W ramach funkcjonowania browaru, poza ścisłą regulacją temperatury,​ trzeba dbać o sterylność piwa (sterylność pomieszczeń nie jest już taka ważna) oraz dodatkowe problemy które wiążą się z samym warzeniem. Potrzebne są kapsle, wrzątek do dezynfekcji,​ narzędzia do ew. mieszania piwa itp., co prawda wszystko jest łatwo dostępne, ale wymagałoby dodatkowego miejsca i rozplanowania. Konstrukcja browaru powinna być tak przemyślana,​ żeby umożliwić stały porządek w warkach i urządzeniach. Niezbędne byłyby również szczotki i szlauchy, które umożliwiłyby czyszczenie pojemników,​ a także nie dopuściłyby do zalania całego pomieszczenia ​:-+
- +
-Ostatnią kwestią jest finansowanie budowy browaru, jego produkcji i funkcjonowania,​ a także partycypacja w efektach naszej pracy :-) Pozostawiam to pod dyskusję, choćby dlatego, że nie jestem jeszcze nawet członkiem hackerspace :-) Mogę tylko powiedzieć,​ że chętnie trochę grosza na taki projekt przeznaczę :-) +
- +
-A teraz, na podstawie tego, co napisałem, postaram się stworzyć przykładowy opis takiego browaru (trochę abstrahuję od dostępnych pomieszczeń). +
- +
-1. Warzelnia składa się z 35-litrowego garnka emaliowanego (ja mam 29-litrowy, trzeba by poszukać) podgrzewanego palnikiem i 30-litrowego,​ zaizolowanego styropianem pojemnika. W garnku grzeje się wodę, chmieli i podgrzewa część zacieru. Garnek umieszczony jest wysoko, ma wlutowany kranik. Zaizolowane wiadro można przenosić w pionie (przy pomocy liny?), tak aby przelewać jego zawartość do garnka i do innego pojemnika w czasie filtracji. Komputer dba o temperaturę wody w garnku i mierzy temperaturę w dużym pojemniku. Dodając ciepłą/​zimną wodę reguluje temperaturę zacieru. Po zakończeniu ​procesu ​warzenia zawartość pojemnika kieruje się do kolejnego, 30-litrowego wiadra, a następnie przelewa do garnka, w którym następuje chmielenie. Do garnka wkłada się zwiniętą rurkę miedzianą, przez którą przepływa zimna woda i chłodzi brzeczkę. Następnie brzeczka wypuszczana jest do pojemnika, w którym piwo będzie fermentować,​ w tym czasie jest napowietrzane (?). +
- +
-Zupełnie szacunkowy kosztdwa wiadra 30 l – 66 zł. Garnek 200 zł. Palnik z gazem 200 zł. Dwa sterowniki temperatury 150 zł. Izolacja, oplot do filtracji, rurka miedziana, rurka igelitowa ok. 150 zł. Łącznie ok 750 zł. +
- +
-2. Do burzliwej fermentacji trzy pojemniki 30 l i jeden 60 litrów (wysokość61 cm, średnica: 40 cm; waga: 3, 5 kg). Dwa małe pojemniki znajdują się w 2 małych lodówkach z urządzeniami sterującymi temperaturą. (Zakładam, że temperatura w pomieszczeniu będzie utrzymywać się na poziomie ~18 stopni). Dwie lodówki – 100 zł, pojemniki 300 zł, sterowanie temperaturą 150 zł. Łącznie 550. +
- +
-3. Do fermentacji cichej dwie duże lodówki, w każdej 2x KEG 19l, dwa pojemniki 30 l w jednej dużej lodówce, plus regulator temperatury. To droga wersja, ponieważ jeden KEG z kranikiem, CO2 itp. kosztuje ok. 600 zł. Razem z lodówką daje to niebagatelną sumę. Lepszym, choć mniej eleganckim i dającym mniejszy fun rozwiązaniem byłoby moim zdaniem kupienie chłodziarki takiej jak do lodów i umieszczenie w niej wiader z piwem i małych, 5-litrowych KEGów, których jednak nie da się dobijać dwutlenkiem węgla, ani regulować ich ciśnienia. Taki zestaw mógłby kosztować około 500 zł za wszystko. Zresztą raczej rzucam temat pod dyskusję, a nie proponuję gotowego rozwiązania. +
- +
-Przepraszam za ew. problemy ze spójnością tekstu, ale – jak widzicie – kwestia jest skomplikowana i próbowałem opisać ją możliwie obszernie pomijając mało istotne szczegóły. Na początku myślałem o zrobieniu instalacji z większym wybiciem, ale koszt pojemników i chłodzenia wyszedł za duży. Może Wy wpadniecie na jakiś lepszy, wydajniejszy system, który można by zastosować w tym wypadku.+
projects/brewery.1330469310.txt.gz · Last modified: 2014/04/02 06:57 (external edit)