3.2 Аналитический контроль производства

Таблица – Нормы технологического контроля

Наименование продукта	Предмет анализа	Чистота анализа	Метод анализа	ГОСТ. ТУ	Кем производится анализ
1	2	3	4	5	6
Ячмень	Влажность	1 раз в смену	ИК сушка	ГОСТ 29-294-92	Сменный лаборант солодовенного цеха
Ячмень	Зараженность вредителями	При поступлении зерна в элеватор и при отгрузке	С помощью сита	ГОСТ 13586.6093	Сменный лаборант солодовенного цеха
Ячмень	Энергия прорастания	3 сутки ращения	С помощью воронок	ГОСТ 10968-88	Сменный лаборант солодовенного цеха
Солод	Влажность	На сушке через каждые 2 часа	ИК сушка	ГОСТ 29294-92	Сменный лаборант солодовенного цеха

4 Материальный баланс технологического процесса солодоращения

Расчет выхода солода [15]

Параметры	Исходные данные
Количество готового солода С, т	20000
Влажность готового солода W1 , %	5
Влажность сухого солода Wсух , %	3
Влажность замоченного солода W3 , %	43
Потери при замачивании П3 ,%	1,6
Потери при дыхании Ппр ,%	5,7
Влажность свежепроросшего солода Wпр , %	42
Потери при очистке и сортировке Пос , %	12
Потери при хранении и загрузке Пхр , %	0,3
Влажность сухого сплава Wвсс , %	15
Влажность влажного сплава Wвс , %	30

Расчет массы сухих веществ в сухом солоде С_гот :

Расчет количества сухого солода С_сух :

По количеству сухих веществ в сухом солоде рассчитываем требуемое количество сортированного ячменя Я_сорт :

Количество сухого вещества в ячмене Я_св :

Масса замоченного ячменя Я_з :

Масса сухих веществ свежепроросшего солода:

Масса свежепроросшего солода С_пр :

Масса воздушно – сухого сплава

Масса влажного сплава:

Масса ростков

Таблица 4.1 – Нормы расхода сырья

Сырье	Количество в сутки	Количество за год
1	2	3
Ячмень	75,8 т	25000 т
Вода	600 м3	198000 м3

Таблица 4.2 – Нормы расхода вспомогательных материалов

Наименование	Давление	Температура	Количество в сутки	Количество в год
1	2	3	4	5
Насыщенный технологический пар (макс).	0,5 МПа	151,1 ̊ С	216 т	78840 т
Вода охлаждающая	0,4 Мпа	2 ̊ С	3456 т	121440 м
Воздух			1555200 м/ч	567648000 м/ч
Вода промывная			518,4 л/ч	189216 дм3/ч
Потребляемая энергия				810 кВт

Таблица 4.3 – Нормы образования отходов

Наименование	Количество в сутки	Количество в год
1	2	3
Вода канализационная	5184 м/ч	1892160 м3
Сплав	244,19 т	80582,7 т
Ростки	927,9 т	306207 т

5 Технико-технологические расчеты основного оборудования

5.1 Расчет замочного чана [20]

Определяем вместимость и число замочных аппаратов, их размеры, а также расход воды и сжатого воздуха при выработке N=20 000 т солода в год, если продолжительность мойки τ _м = 6 ч, продолжительность замачивания τ _з = 48 ч, число смен воды при замачивании m = 5.

Расход очищенного ячменя в сутки

G _я = k (N/n _д), (5.1)

где k = 1,26 – коэффициент, учитывающий очистку и сортировку ячменя;

n _д =330 – число рабочих дней в году при трехмерной работе.

G _я = 1,26 · (20 000/330) = 76,93 т = 76363 кг

Общая суточная вместимость замоченных аппаратов

V _а = 1,5 · (G _я /ρ), (5.2)

где 1,5 – коэффициент увеличения объема ячменя с учетом степени заполнения барабана при замачивании;

ρ – насыпная плотность зерна (ρ = 650 – 750 кг/м³).

V _а = 1,5 · (76363/650) = 176,22 м³

Количество замоченных аппаратов с учетом двухсуточного замачивания

n = (τ _м + τ _з)/24 + 1 (5.3)

где 1 – запасной аппарат, позволяющий производить профилактический ремонт замочных аппататов.

n = (48 + 6)/24 + 1 = 2 шт.

Определяем объем одного замоченного аппарата

V = V_а / n, (5.4)

V = 176,22/2 = 85,11 м³

Определяем геометрические размеры аппарата

D= , (5.5)

H = 0,4D,

h = 0,5D

где D – диаметр аппарата, м;

H – высота цилиндрической части, м;

h – высота конуса, м.

D = = 5,86 м

H = 0,4 · 5,85 = 2,34 м

h = 0,58 · 5,85 = 3,39 м.

Общий часовой расход воды на мойку и замачивание

-расход на промывку зерна, первое замачивание, (0,0015-0,002 м³ воды на 1 кг зерна);

-расход воды при ее сменах во время замачивания, (V _я = 0,0008 – 0,0012 м³ воды на 1 кг зерна).

Зерно перекачивают из одного чана в другой центробежным насосом или с помощью сжатого воздуха. Расход сжатого воздуха на 1 кг зерна при мойке и замачивании Р = 0,04 – 0,06 м³/(кг ·ч).

Расчет общего часового расхода сжатого воздуха при рабочем давлении ведут в перерасчете на нормальное давление

Р _н = (Р _м + Р _з) · G (р _р / р _р), (5.6)

Где Р _м и Р _з - расходы сжатого воздуха на 1кг ячменя соответственно при мойке и замачивании, (Р _м = 0,33 м³/(кг·ч); Р _з = 0,033 м³/(кг·ч)),

р _р и р _н - плотности воздуха соответственно при рабочем и нормальном давлениях,

(р _р = 2,82 кг/ м³ ; р _н = 1,29 кг/ м³).

Р _н = (0,033 + 0,033)*76363(2,82/1,29) = 11017,34 м³/ч

5.3 Расчет основных параметров пневматической ящичной солодов

Действие пневматической солодовни основано на продувании очищенного и увлажненного воздуха с определенной температурой (называемого кондиционированным) через высокий слой замоченного и прорастающего зерна. При этом из зерна удаляется избыток диоксида углерода, обеспечивается приток кислорода воздуха и регулируется температура. Ворошение зерна обеспечивается шнековыми ворошителями.

5.2.1 Механический расчет пневматической ящичной солодовни

Определяем площадь поверхности сит, размеры и число ящиков солодовни типа «Саладин» производительностью N = 20 000 т солода в год, а также подбираем соответствующий шнековый солодоворошитель, если высота слоя замоченного ячменя на сите h = 1,5 м, а продолжительность проращивания ячменя τ _пр = 5 суток.

Расход очищенного ячменя в сутки

G _н = k · (N/n _д), (5.7)

где k = 1,26 – коэффициент, учитывающий очистку и сортировку ячменя:

n _Д = 330 – число рабочих дней в году при трехсменной работе.

G _я = 1,26 · (20 000/330) = 76,3 т = 76363 кг

Расход замоченного и очищенного ячменя в сутки

V _я = 1,5 · (G _я/ρ). (5.8)

где 1,5 – коэффициент увеличения объема ячменя при замачивании;

ρ – насыпная плотность зерна (ρ = 650 кг/м³).

V _я = 1,5 · (76363/650) = 176,22 м³

Площадь поверхности сита ящика

F _я = V _я /h, (5.9)

F _я = 176,22/1,5 = 117,48 м²

Длина ящика

L _я = τ _{р ·} n _{х ·} I, (5.10)

где τ _р – продолжительность проращивания ячменя, сут:

n _х – число ходов ворошителя в сутки:

I = длина переброса солода ворошителем,м.

L _я =5 · 2 · 3 м

Ширина ящика

b _я = F _я / L _я , (5.11)

b _я = 113,469/30 = 4 м

Общая площадь сит всех ящиков, если принять число ящиков равным числу суток ращения ячменя

F _общ = F _я · τ _р , (5.12)

F _общ = 113,69 · 5 = 56,45 м²

Расход очищенного ячменя в сутки в зависимости от общей площади всех ящиков

Gˈ_я = F _общ · p · h /1,4 · τ _р , (5.13)

Gˈ_я = 568,45 · 650 · 1,5/1,4 ·5 = 791,96 кг

По полученной ширине ящика выбираем соответствующий шнековый ворошитель Р3– ВВШ-9 и по ширине ворошителя b _в = 5 м принимаем ширину b _я = 5 м, разгрузочный конвейер шнекового ворошителя пневматической солодовни состоит из вертикально установленных шнеков, смонтированных на конических шарикоподшипниках в корпусах, которые крепятся фланцами к верхней стенке корпуса ворошителя. На концы валов шнекив посажены цилиндрические колеса, входящие в зацепление. Шнеки имеют левое и правое вращение. Ворошитель передвигается по рельсам на четырех колесах с помощью цевочного механизма.

Производительность разгрузочного шнека винтового конвейера

G _р = 1068 ·D² _p ·S _p · n _ш · р (5.14)

где D _p – диаметр разгрузочного шнека, м:

S _p – шаг витка, м;

n _ш – частота вращения шнека, м;

р – насыпная плотность замоченного зерна, кг/м³.

G _р = 1068 · 0,485² · 0,335 · 0,14 · 660 = 7776,2 кг/ч

Общая производительность разгрузочного винтового конвейера с учетом того, что выгрузка солода осуществляется тремя шнеками

G _{р общ} = m · c _p , (5.15)

где m – число разгрузочных шнеков

G _{р общ} = 3 · 7776,2 = 23328,6 кг/ч

Мощность необходимая для привода трех разгрузочных шнеков при выгрузке солода

N _p = 2,78 · 10 ^-7 · G _{р общ} · h_c · k_T · (k_c + 1) · g/η _n = 2,75 · 10 ^-6 · G _{р общ} · h_c · g, (5.16)

где h_c – высота слоя солода,м;

k_T – коэффициент, учитывающий трение в подшипниках, (k_T = 1,2);

k_c – коэффициент сопротивления перемещаемого продукта, (k_c = 6);

η _n – КПД передачи, (η _n = 0,85),

N _p = 2,75 · 10 ^-6 · 23328,6 · 1,5 · 9,81 = 0,944 кВт

Крутящий момент каждого вала винта шнека

М_кр = 16,25 · N _p · g/m · n_ш , (5.17)

М_кр = 16,25 · 0,944 · 9,81/3 · 0,14 = 358,311 Н · м

Мощность, необходимая для вращения z = 10 шнеков ворошения перемешивания солода

N = N_p · z/m, (5.18)

N = 0,944 · 10/3 = 3,14 кВт