Optimalizace hydrodynamických parametrů při proudění mladiny do vířivé kádě na účinnost separace hrubých kalů

Bc. Vojtěch Hořejší

Master's thesis

The optimisation of hydrodynamic parameters during wort flow to the whirlpool on the efficiency of coarse break separation

Abstract:

Diplomová práce se zabývá problematikou separace hrubých kalů z mladiny při procesu vaření piva. Hrubé kaly jsou pevné částice, které negativně ovlivňují proces kvašení a filtraci piva a je tedy nutné je z mladiny separovat. Separace hrubých kalů probíhá ve vířivé fungující na základě vzniku dostředivé síly, kterou jako první popsal Albert Einstein. Cílem práce je výzkum vlivu hydrodynamických parametrů při proudění mladiny na účinnost procesu separace hrubých kalů. Výzkum probíhal v konkrétním pivovaru, kde byla také provedena analýza jeho technologické vybavenosti. S ohledem na získané informace byl naplánován a popsán postup měření. Hydrodynamické parametry při měření byly měněny pomocí řízení výkonu mladinového čerpadla. V diplomové práci je pro různé hydrodynamické parametry vypočtena dostředivá síla a rovněž stanoven objem hrubých kalů pomocí Imhoffova kuželu, což je speciální laboratorní pomůcka. Následně je vyhodnocen vliv dostředivé síly na účinnost separace hrubých kalů a výsledky výzkumu jsou porovnány s odbornou literaturou. Na základě výsledků výzkumu je pivovaru doporučena optimalizace procesu separace hrubých kalů a shrnut její ekonomický přínos.

Abstract:

The diploma thesis deals with the issue of separating coarse break from wort during the brewing process. Coarse break are solid particles that negatively affect the fermentation process and beer filtration, and it is therefore necessary to separate them from the wort. The separation of coarse break takes place in a whirlpool operating on the basis of the emergence of centripetal force, which was first described by Albert Einstein. The aim of the work is to investigate the influence of hydrodynamic parameters during wort flow on the efficiency of the coarse break separation process. The research took place in a specific brewery, where an analysis of its technological equipment was also carried out. Taking into account the information obtained, the measurement procedure was planned and described. Hydrodynamic parameters during measurement were changed by controlling the power of the wort pump. In the diploma thesis, the centripetal force is calculated for various hydrodynamic parameters and the volume of coarse break is also determined using an Imhoff cone, which is a special laboratory tool. Subsequently, the influence of centripetal force on the efficiency of coarse break separation is evaluated and the research results are compared with scientific literature. Based on the results of the research, optimization of the coarse break separation process is recommended to the brewery and its economic benefit is summarized.

Keywords

pivo, mladina, vířivá káď, hrubé kaly, Imhoffův kužel, nátoková rychlost, čerpadlo, chmelovar

Keywords

beer, wort, whirlpool, coarse break, Imhoff cone, inflow velocity, pump, boiling with hops

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 15. 5. 2023
• Supervisor: doc. Ing. Ladislav Chládek, CSc.
• Reader: Jiří Bradna, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Engineering

Master programme:
Trade and Business Dealing with Machinery