123996 (592880), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1.3 Современные конструкции

1.3.1 Аппараты для замачивания ячменя

Последние десятилетия замачивание осуществляют в основном в цилиндроконических емкостях. Изготавливают их из стального листа, а в последнее время — из нержавеющей стали. Такая форма емкостей выбрана для обеспечения полного опорожнения замочки в ящик.

Как правило, замочное отделение размещают над помещением для проращивания. В старых замочных цехах до сих пор существуют традиционные конструкции замочных чанов когда два замочных чана размещаются друг под другом, и замачиваемый ячмень через них проходит последовательно.

Подобная форма замочного чана себя оправдывает, но проблемы возникают для части ячменя, находящегося в нижней части воронки. С поглощением воды усиливаются жизненные процессы, в частности дыхание. Для зерна, находящегося в нижней части воронки, это означает, что после ухода из нее воды она продолжает еще поступать вниз из верхних слоев зерна, тогда как зерно вверху уже аэрируется. С развитием дыхания образующаяся двуокись углерода опускается в нижнюю часть воронки и затрудняет дыхание находящегося там зерна. Если ничего не предпринимать, то может получиться неравномерно развивающийся солод.

Со временем была предложена (впервые — Вильдом (ВДЫ)) замочная емкость с центральной вертикальной трубой, через которую в первый день замачивания ячмень перекачивался внутри емкости («предварительное замачивание по Вильду») (рисунок 1).

Благодаря этому исключается невыгодное положение зерна в воронке и достигается равномерное снабжение его водой, а также аэрация всего зерна в чане. Такая конструкция чана используется и в настоящее время, но вместо прежнего механического перемещения ячменя через центральную трубу используется более бережная его перекачка сжатым воздухом.

Если не используется чан с воронкой, то в настоящее время большей частью применяют чаны, в которых сжатый воздух вдувается через форсунки, что гарантирует обеспечение ячменя воздухом и во время водопоглощения. Если замоченный ячмень транспортируется далее механическими средствами («сухая выгрузка»), то в конце выпуск должен быть под более острым углом (около 60⁰), чем при последующем гидравлическом транспортировании (около 90°, «мокрая выгрузка»).

В последнее время разработан тип замочного чана с плоским дном (рисунок 4.). Такие чаны могут применяться самостоятельно или в качестве второго чана в комбинации с цилиндроконическим чаном.

Подобный замочный чан представляет собой цилиндрическую емкость с плоским дном, на ситовом днище которого из нержавеющей стали, имеющем 24-32 %-ную щелевую проходную поверхность, размещается ячмень. Распределение ячменя и выгрузка уже наклюнувшегося материала осуществляется с помощью многорукавного радиального разгрузочного механизма, который при необходимости может подниматься или опускаться. Находящиеся на нем «весла» могут перемещать материал либо к середине или на края, либо разравнивать его.

Для аэрации замачиваемого материала под ситовым днищем имеются форсунки сжатого воздуха. Для промывки пространства под ситовым днищем размещены водяные форсунки. Благодаря размещению материала равномерным слоем в замочном чане возможно добиться быстрого и равномерного его прорастания.

Чаны с плоским днищем требуют несколько большего расхода воды, чем чаны с воронкой, так как пространство под ситовым дном нельзя уменьшить. Чтобы, несмотря на это, экономить воду, на некоторых солодовенных заводах применяют специальное устройство для поддержания над ячменем пониженного уровня воды.

В замочных чанах с плоским дном уже нет той части зерна, которая в замочных чанах с воронкой оказывается в невыгодном положении.

Еще одну возможность дают шнеки для замачивания, которые могут применяться для мойки, а также для предварительного и основного замачивания ячменя.

Ячмень подается в заполненный водой желоб и медленно перемещается из воды наклонно установленным шнеком. При этом ячмень естественно насыщается водой. Сплав удаляется через предварительно установленное устройство.

Особенно интенсивно процесс мойки протекает в замочном барабане представленного на рисунке 2.

Во вращающемся барабане ячмень в течение 30-45 мин заливается водой при 25 ºС, при этом продвигаясь вверх с помощью подъемных корзин, расположенных внутри корпуса. Хороший эффект промывки барабаном сказывается прежде всего на удалении с поверхности зерен спор плесневых грибов («антигашингоный барабан»). Замочный барабан способствует также ускоренному водопоглощению ячменя до 27-30 % влажности.

Для сравнения:

Конусные замочные чаны

Используемые размеры — на 50-60 т ячменя; для увеличения суточной выработки используют несколько чанов, работающих параллельно. Расход воды — 4-6 м³ на тонну ячменя.

Чаны с плоским дном

Рассчитаны на загрузку больших партий и обеспечивают равномерную переработку продукта. К их недостаткам относят:

- увеличение затрат на устройство решетчатого настила, погрузочной и разгрузочной машины;

- увеличение водопотребления — до 5-7 м³ на тонну ячменя — из-за неиспользуемого пространства под решеткой;

- необходимость ручной очистки пространства под решеткой.

Замочные барабаны

Особенно хороши для первой фазы замачивания в комбинации с последующим замачиванием в непрерывном токе воды и воздуха или с воздушно-оросительным замачиванием. Водопотребление в них невелико, от 0,6 до 0,8 м³ на тонну ячменя.

1.3.2 Высокопроизводительные сушилки для солода

Современные сушилки оснащены погрузчиками и разгрузчиками. Такие сушилки бывают в прямоугольном или круглом исполнении и могут иметь конструкцию в виде одно- или двухъярусной сушилки.

Например одноярусная высокопроизводительная сушилка с круглой решеткой. Она оборудована пoгpyзочно-разгрузючным устройством. Для таких сушилок отсутствует необходимость в ворошителе.

Решетки в виде перфорированных листов или сит с прорезями имеют 30%-ную свободную проходную поверхность опираются снаружи на ролики и равномерно приводятся в движение 3-6 двигателями мощностью по 1-2 кВт каждый. Приводы снабжены переключателями для правого и левого вращения, а также имеют две скорости.

Погрузочно-разгрузочное устройство может подниматься и опускаться и имеет в качестве основного элемента конструкции горизонтальный транспортирующий шнек, который по мере необходимости перемещает продукт из периферии к центру или наоборот. Вся операция занимает обычно около часа.

Для загрузки погрузочно-разгрузочное устройство устанавливается на высоте, соответствующей предусмотренной толщине слоя. В конструкциях со вращающейся решеткой транспортировка и загрузка продукта осуществляется из периферии к центру, при этом полная загрузка сушилки занимает около часа. По окончании процесса сушки погрузочно-разгрузочное устройство опускается в нижнее положение и при поворачивающейся решетке постепенно перемещает солод к отверстию для выгрузки.

Весь процесс сушки, включая загрузку и выгрузку, осуществляется автоматически и занимает 18-20 часов.

В конструкциях с неподвижной решеткой поворачивается и перемещается в горизонтальной плоскости сам шнек.

Преимущества конструкции с поворачивающейся решеткой заключаются в том, что

- отбиваемые транспортным шнеком ростки солода падают в определен ном месте и могут оттуда удаляться;

- солод при опорожнении сушилки может перемещаться к неподвижному отверстию в стенке.

Двухъярусная сушилка (рисунок 5.) состоит из двух решеток, расположенных друг над другом. В то время как на одной решетке идет отсушка, на другой свежепроросший солод находится в фазе подвяливания. При этом горячий сухой воздух от решетки для отсушки можно направлять после добавления свежего воздуха под решетку подвяливания, а затем отводить увлажненный в процессе подвяливания воздух наружу.

Две решетки в двухъярусной сушилке можно:

- располагать в вертикальной плоскости друг над другом или рядом;

- работать с перебрасыванием солода или без него.

При работе с перебрасыванием процессы подвяливания и сушки ведут на отдельных решетках. Необходимость в перебрасывании может отпадать, если подвяливание и сушка проводятся на одной и той же решетке. Однако для реализации этого технического решения необходима система, позволяющая переключать воздушные каналы.

Оба варианта имеют свои преимущества и недостатки. Преимущество переключения воздушных каналов состоит, прежде всего в возможности увеличения продолжительности сушки, так как отсутствует перебрасывание, отнимающее примерно 2 часа.

В принципе существует возможность эксплуатировать две одноярусные сушилки как одну двухъярусную.

Если имеется в наличии двухъярусная сушилка с перебрасыванием солода, и с ней хотят работать в два этапа (подвяливание и сушка) в течение 2- 20 ч, то происходит это так, как показано на рисунке 5.

Подвод воздуха для верхнего яруса регулируется совершенно независимо от температуры нижнего яруса. Количество воздуха устанавливается таким образом, чтобы отводимый над верхним ярусом воздух при температуре 25-30 °С постоянно насыщался влагой, в то время как независимо от этого процесса нижний ярус мог бы работать при температуре отсушки.

Загрузка и разгрузка ярусов осуществляется описанными выше способами. Для перегрузки с верхнего на нижний ярус обе решетки и оба шнека двигаются с одинаковой скоростью.

Из экономических соображений следует, как можно полнее использовать тепловую энергию отводимого воздуха: вентилятор прогоняет свежий воздух через теплообменник, где воздух предварительно нагревается, а затем с помощью системы отопления доводится до нужной температуры. При эксплуатации двухъярусной сушилки данный процесс проводится несколько по-другому: воздух, пройдя нижний ярус, доводится до требуемой температуры путем регулируемого добавления теплого и холодной воздуха, благодаря чему достигается раздельное управление температурой и подачей воздуха для верхнего и нижнего яруса.

1.4 Патентная проработка проекта

В России в настоящее время стоимость энергетических носителей начинает приближаться к среднемировому уровню цен, поэтому именно сегодня направление экономии энергетических ресурсов приобретает особую актуальность.

В данном дипломном проекте была поставлена задача уменьшение расхода энергоресурсов (воды, природного газа) для производства солода.

1.4.1 Замочный чан

Изобретение относится к пивоваренной промышленности, в частности к оборудованию для производства солода. Аппарат (Приложение А, фиг. 1)состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 2 и герметичной крышкой 3 с загрузочными шахтами 4. В корпусе 1 на уровне затопления водой установлен сетчатый цилиндрический фильтр 5, внутри которого расположен клапан 6, соединенный трубопроводом 7, проходящим через герметичную крышку 3, с центробежным насосом 8. Озонатор 9 подсоединен через трубопровод 10 к эжектору-смесителю 11, выходной патрубок которого трубопроводом 12 соединен с жестко установленной на дне корпуса 1 соплом вверх форсункой 13, над рабочим соплом которой установлен диффузор 14 трубы 15 гидролифта. Центробежный насос 8 трубопроводом 16 соединен с эжектором-смесителем 11. Труба 15 гидролифта жестко прикреплена к стенкам корпуса 1 с помощью направляющих 17. На герметичной крышке 3 корпуса 1 установлена система 18 вентиляции надводного пространства. В коническом днище 2 корпуса 1 расположен механизм 19 для разгрузки зерна, подвода и отвода воды. На корпусе 1 расположено окно 20 для удаления сплава. На герметичной крышке 3 корпуса 1 расположены иллюминаторы 21. Изобретение позволит ускорить процесс солодоращения , улучшить качество солода и экологичность производства.

Изобретение относится к пивоваренной промышленности, в частности к оборудованию для производства солода.

Известен аппарат для мойки и замачивания зерна [3], содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, трубопроводы, эрлифтную трубу, барботерные трубки и механизм для разгрузки зерна, подвода и отвода воды.

Недостатком известного устройства является неизбежное засорение отверстий барботерных трубок, что приводит к неполному перемешиванию зерновой массы, понижению степени аэрации жидкости, а также неудовлетворительной мойке и дезинфекции зерна. Кроме того, использование при дезинфекции зерна растворов негашеной извести, хлорной извести, перманганата кали и т.д. приводит к ухудшению качества солода, а сбросы - к загрязнению водоемов. Использование данных реагентов не гарантирует полную дезинфекцию зерна и дополнительно требуются затраты больших объемов воды на промывку зерновой массы после дезинфекции.

Технический эффект заключается в ускорении процесса солодоращения, улучшении качества солода, экономии водных ресурсов, получении высоких показателей дезинфекции и улучшении экологичности производства.

Сущность изобретения заключается в том, что аппарат для замочки зерна, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, трубопроводы, механизм для разгрузки зерна, подвода и отвода воды, а также окно для удаления сплава, снабжен озонатором, подсоединенным через трубопровод к эжектору-смесителю, выходной патрубок которого трубопроводом соединен с жестко установленной на дне корпуса соплом вверх форсункой, над рабочим соплом которой установлен диффузор трубы гидролифта. На уровне затопления водой установлен сетчатый цилиндрический фильтр, внутри которого расположен клапан, соединенный трубопроводом, проходящим через герметичную с загрузочными шахтами крышку корпуса, с центробежным насосом, подсоединенным трубопроводом к эжектору-смесителю. При этом труба гидролифта жестко прикреплена к стенкам корпуса, на крышке которой установлена система вентиляции надводного пространства.

На рисунке (Приложение А, фиг. 1) изображено предлагаемое устройство, состоящее из цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 2 и герметичной крышкой 3 с загрузочными шахтами 4. В корпусе 1 на уровне затопления водой установлен сетчатый цилиндрический фильтр 5, внутри которого расположен клапан 6, соединенный трубопроводом 7, проходящим через герметичную крышку 3, с центробежным насосом 8. Озонатор 9 подсоединен через трубопровод 10 к эжектору-смесителю 11, выходной патрубок которого трубопроводом 12 соединен с жестко установленной на дне корпуса 1 соплом вверх форсункой 13, над рабочим соплом которой установлен диффузор 14 трубы 15 гидролифта. Центробежный насос 8 трубопроводом 16 соединен с эжектором-смесителем 11. Труба 15 гидролифта жестко прикреплена к стенкам корпуса 1 с помощью направляющих 17. На герметичной крышке 3 корпуса 1 установлена система вентиляции 18 надводного пространства. В коническом днище 2 корпуса 1 расположен механизм для разгрузки зерна, подвода и отвода воды 19. На корпусе 1 расположено окно 20 для удаления сплава. На герметичной крышке 3 корпуса 1 расположены иллюминаторы 21.

Аппарат работает следующим образом. В цилиндрический корпус 1 заливают воду на 1/3 его объема, затем насыпают очищенное зерно в загрузочные шахты 4. В корпус 1 доливают воду до уровня окна 20 для удаления сплава. Включают центробежный насос 8, который забирает воду через огороженный сетчатым фильтром 5 клапан 6 по трубопроводу 7. Далее вода под напором по трубопроводу 16 нагнетается в эжектор-смеситель 11, с помощью которого воду можно насыщать обычным воздухом либо озоновоздушной смесью. Выбор режима работы эжектора-смесител 11 зависит от проводимой технологической операции. Насыщенна с помощью эжектора-смесител 11 газом вода подается по трубопроводу 12 в форсунку 13, из которой вода струей (активна среда) направляется в диффузор 14. При этом активной средой эжектируется пассивна водно-зернова смесь и происходит их перемешивание. По трубе 15 гидролифта насыщенна газом водно-зернова смесь под напором активной среды подается на поверхность воды. При режиме озонирования в целях безопасности необходимо включать систему вентиляции 18, которая откачивает остатки озона из надводного пространства аппарата. После прохождения процесса замачивания , когда зерно достигнет необходимого процента влажности, открывают запорный клапан механизма для разгрузки зерна 19 и водно-зерновую массу перекачивают солодо-растительные ящики для проращивания .

По сравнению с известными решениями предлагаемое устройство позволяет эффективно перемешивать водно-зерновую смесь и давать высокие показатели аэрации воды, сокращает время мойки зерна, гарантирует полную дезинфекцию зерновой массы, не требует после процесса дезинфекции слива воды, т.к. озон разлагается в воде на кислород, при этом отпадает необходимость ополаскивания зерновой массы после дезинфекции, что экономит ресурсы воды. В процессе замачивания малые дозы озона в воде положительно влияют на активность ферментов в зерне.

Характеристики

Список файлов ВКР