125573 (598625), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Основными стадиями производства пивоваренного солода являются: вторичная очистка и сортирование ячменя, замачивание, проращивание зерна, сушка свежепроросшего солода, удаление ростков и выдерживание сухого солода.

2.1. Технологические расчеты на стадии замачивания

Цель замачивания состоит в удалении пыли и легких сорных примесей, дезинфекции зерна и активизации жизненных процессов в зерне. Замачивание осуществляется одним из следующих способов: воздушно–водяное, оросительное, воздушно–оросительное, замачивание в непрерывном токе воды и воздуха, замачивание с продолжительными воздушными паузами и перезамачивание.

2.1.1. Основные расчетные формулы и справочные материалы

Приблизительный объем замочного чана можно установить из условия, что на 1 т замачиваемого ячменя требуется 2,2–2,4 м³ объема аппарата. Более точно объем замочного аппарата можно определить по формуле

, (11)

где G — масса одновременно замачиваемого ячменя, кг; ρ — насыпная плот­ность зерна, кг/м³; 1,5 — коэффициент, учитывающий увеличение объема ячменя к концу замачивания на 40–50% и необходимый запас вместимости аппарата (5–10%) во избежание выброса зерна и воды при мойке и перекачи­вании зерна.

По приложению 2 подбирают подходящий замочной аппарат и определяют его геометрические размеры. Если вместимость одного аппарата недостаточна, принимают к установке несколько замочных аппаратов. При этом в каждом порядке аппаратов предусматривают 1 запасной аппарат.

Примерный расход воды и сжатого воздуха на замачивание находят, пользуясь приложениями 3 и 4, в зависимости от способа замачивания. Расход воздуха определяют при нормальном давлении (0,1 МПа). Пересчет объема сжатого воздуха рабочего давления на объем при нормальных условиях ведут по формуле

, (12)

где V_р — объем потребляемого сжатого воздуха при рабочем давлении, м³; ρ_р и ρ_н — плотность воздуха соответственно при рабочем и нормальном давлении, кг/м³; τ — продолжительность операции, ч.

2.1.2. Задания и задачи

1. Рассчитать и подобрать замочной чан для одновремного замачивания 7 т ячменя в сутки. Определить примерный расход воды на замачивание. Зама­чивание воздушно–водяное, трехсуточное. Средняя натура перерабатываемого ячменя 650 кг/м³.

2. В условиях задачи 1 рассчитать примерный расход воды на замачивание зерна при воздушно–оросительном замачивании и при замачивании в непрерывном токе воды и воздуха.

3. График проведения воздушно–водяного замачивания приведен в таблице. Определить примерный расход воздуха на проведение замачивания. Расчет провести при нормальном давлении на 1 т замачива­емого зерна.

4. На мойку 24 т ячменя за­трачено 120 м³ сжатого воз­духа давлением 0,15 МПа. Пересчитать этот объем на объем при нормальном давлении и сравнить с нор­мативным. Продолжитель­ность продувки зерна во вре­мя мойки составила 20 мин.

5. Замочное отделение для трехсуточного воздушно–водяного замачивания ячме­ня оборудовано 4 замочны­ми чанами емкостью 30 м³. Определить суточный рас­ход воды в отделении.

6. Замачивание ячменя проводится по графику, приведенному в таблице. Как изменится расход свежей воды на замачивание, если на первичную мойку зерна использовать замочную воду, сливаемую из аппаратов после водяного замачивания?

2.2. Определение расхода воздуха на проветривание зерна

Проращивают ячмень в ящичных солодовнях типа «передвижная грядка», барабанных солодовнях, непрерывных и статических солодорастильных установках. Обязательным условием солодоращения является подвод к прорастающему зерну необходимого количества кондиционированного воздуха и отвод диоксида углерода, образующегося при дыхании зерна. Кроме того, зерно необходимо периодически ворошить во избежание слеживания и срастания корешков.

2.2.1. Основные расчетные формулы и справочные материалы

Для определения количества кондиционированного воздуха, который необходимо подать в солодовню, составляют тепловой баланс солодовни (см. таблицу 6).

Таблица 6. Тепловой баланс солодовни

В таблице приняты следующие обозначения:

М_зя и М_пс — масса замоченного ячменя и свежепроросшего солода, кг;

t₁ и t₂ — температура зерна при загрузке и солода при выгрузке, С;

с_зя и с_пс — удельная теплоемкость зерна и солода, кДж/(кгК);

q — удельное количество теплоты, выделяемой при проращивании зерна на 1 кг потерь сухих веществ, кДж; при приближенных расчетах q=17982 кДж/кг; для точных расчетов количества выделяемой теплоты используют формулу профессора И.Я. Веселова

,

где a, b, c — количество ячменя, солода и ростков, кг; q_a, q_b, q_c — теплота сго­рания ячменя, солода и ростков; для некоторого определенного сорта ячменя эти величины соответственно составляют 17848, 17940 и 18422 кДж/кг;

М_пд — потери сухих веществ на дыхание при проращивании, кг;

М_а — масса частей аппарата (барабана или ящика), нагреваемых при солодо­ращении, кг;

С_а — удельная теплоемкость материала аппарата, кДж/(кгК);

I_к и I_о — энтальпия кондиционированного и отработавшего воздуха, кДж/кг;

L — расход воздуха на проветривание солода, кг;

— коэффициент теплоотдачи от поверхности солода в окружающую среду (или от поверхности барабана для барабанных солодовен), 25,12 Вт/(м²чК).

F — площадь поверхности барабана или открытой поверхности солода в ящиках, м²;

t — разность температур солода и воздуха в помещении солодовни, С;

—продолжительность проращивания солода, ч.

Итак, уравнение теплового баланса пневматической солодовни будет иметь вид

Q₁+Q₂+Q₃+LI_к=Q₅+LI_о+Q₇+Q₈.

Так как теплота аппарата при разгрузке Q₇ мало отличается от теплоты его при загрузке Q₃, исключим эти составляющие и решим уравнение относительно L. В результате получим

. (13)

2.2.2. Пример

Рассчитать примерный расход воздуха на проветривание 16 т ячменя в солодовне с передвижной грядкой при следующих условиях: влажность исходного (очищенного) ячменя 13,5%, влажность замоченного ячменя 45%, влажность свежепроросшего солода 44%, температура замоченного ячменя 12°С, конечная температура свежепроросшего солода 15°С, средняя темпе­ратура солода 16°С, температура воздуха в солодовне 14°С, высота слоя замоченного зерна 0,6 м, продолжительность проращивания солода 8 суток. Параметры кондиционированного и отработанного воздуха приведены в таблице 7.

Таблица 7. Параметры кондиционированного и отработанного воздуха

Решение. Массу сухих веществ сортированного ячменя можно рассчитать по формуле

, (14)

где М_я — масса сортированного ячменя, кг; W_я — масса воды, содержащейся в ячмене, кг.

При влажности сортированного ячменя 13,5% масса сухих веществ в нем составит

кг.

Суммарные потери сухих веществ при замачивании (П_з) складываются из потерь на сплав (1%) и на выщелачивание (0,6%), т.е. составляют 1,6%. Поэтому масса сухих веществ в ячмене после замачивания

кг. (15)

Масса замоченного ячменя

кг, (16)

где W_зя — влажность замоченного ячменя, %.

Потери сухих веществ на дыхание (П_д) при проращивании составляют 5,7%, поэтому масса потерь на дыхание будет

кг. (17)

Отсюда масса сухих веществ свежепроросшего солода

кг, (18)

а масса свежепроросшего солода при влажности его 44%

кг. (19)

Для расчета тепла, вносимого в солодовню с замоченным зерном, необходимо определить удельную теплоемкость зерна. Удельную теплоемкость всякого влажного продукта можно определить как средневзвешенную величину удельных теплоемкостей сухих веществ данного продукта и воды по формуле

, (20)

где с^СВ и с_в — удельная теплоемкость сухих веществ и воды соответственно, кДж/(кг∙К); Х — массовая доля сухих веществ во влажном продукте.

Удельная теплоемкость сухих веществ зерна или солода для ячменя, овса, проса и ржи составляет 1,423 кДж/(кг∙К), для пшеницы 1,51 кДж/(кг∙К). Удельная теплоемкость воды составляет 4,19 кДж/(кг∙К). Подставив все необходимые значения в формулу (20), найдем

кДж/(кг∙К).

Тепло, вносимое в солодовню с замоченным зерном

кДж.

Аналогично рассчитаем удельную теплоемкость свежепроросшего солода и тепло, выносимое из солодовни со свежепроросшим солодом:

кДж/(кг∙К);

кДж.

Тепло, выделяющееся при проращивании солода, составляет

Характеристики

Список файлов книги