4.3 Расход пара на технологические нужды
Расчёты расхода пара основываются на расчёте продуктов, паспортных данных принятого в проекте технологического оборудования, нормативных расходах на отдельные операции.
Основным потребителем пара является варочный цех. Кроме того. Пар используется в цехе розлива при мойке тары и пастеризации пива, в отделении чистой культуры и на пропаривание трубопроводов.
4.3.1 Расход пара в варочном цехе
В варочном цехе пар используется для приготовления затора, кипячения сусла с хмелем, подогрева промывных вод, пропаривания суслопроводов, подогрева воды для заливки сит фильтрационного аппарата и выщелачивание дробины.
Расход пара на затирание. Расход пара на затирание зависит от принятого в проекте способа затирания. Рассчитывается на режим затирания для массового сорта пива.
Для рассматриваемого примера для Жигулевского пива принят прогрессивный способ затирания с кипячением густой части затора, по которому после расслаивания кипячению подвергается вся густая часть – 60 %.
Расход тепла на подогрев затора, сусла, воды кДж:
|
(4.9) |
где mi – подогреваемая масса, кг;
ci – удельная теплоёмкость, кДж/(кг×К);
t2, t1 – конечная и начальная температура, °С;
0,95 – КПД котла.
Расход тепла на операцию, кг:
|
(4.10) |
где Qi – расход тепла, кДж;
Эn – энтальпия пара, 2716 кДж/кг;
Св – теплоёмкость воды, 4,19 кДж/(кг×К).
Часовой расход тепла, кг/час:
|
(4.11) |
где Мi – расход тепла на операцию, кг;
τ1 – продолжительность операции, мин.
Суточный расход тепла, кг/сут:
|
(4.12) |
где Мi – расход тепла на операцию, кг;
z – оборачиваемость варочного агрегата.
Годовой расход тепла, кг/год:
|
(4.13) |
где Мсут – суточный расход тепла, кг/сут;
τ – число рабочих дней в году.
Удельный расход тепла, кг/дал:
|
(4.14) |
где МГ – годовой расход тепла, кг/год;
∑L – см. формулу 4.6.
Согласно принятому режиму вся масса затора нагревается от температуры 40 °С до 63 °С. Масса затора (m3) при гидромодуле 1:4 составит:
|
|
кг.
При теплоёмкости зернопродуктов 1,7 кДж/(кг×К) и воды 4,19 кДж/(кг×К) удельная теплоёмкость заторной массы:
|
кДж/(кг×К).
1) Расход тепла на подогрев затора до температуры 63 °С:
|
|
кДж;
|
|
кг;
|
|
кг/час;
|
|
кг/сут;
|
|
кг/год;
|
|
кг/дал.
2) Расход тепла на подогрев густой части (60 %) до кипения:
|
кДж;
|
|
кг;
|
|
кг/час;
|
|
кг/сут;
|
|
кг/год;
|
|
кг/дал.
3) Расход тепла на кипячение отварки в течение 30-ти мин с учётом испарения 5 % воды в час и удельной теплоёмкости парообразования 2260 кДж/кг:
|
кДж;
|
|
кг;
|
|
кг/час;
|
|
кг/сут;
|
|
кг/год;
|
|
кг/дал.
Масса отварки после кипячения:
|
|
кг.
Масса затора после возвращения отварки:
|
|
кг.
4) Расход тепла на подогрев затора от температуры 70 °С до 78 °С:
|
кДж;
|
|
кг;
|
|
кг/час;
|
|
кг/сут;
|
|
кг/год;
|
|
кг/дал.
Расход пара на кипячение сусла с хмелем. Согласно продуктовому расчёту из одной варки получается 30540,5 дм3 горячего сусла. В процессе кипячения сусла с хмелем испаряется 15 % воды. Тогда первоначальный объём сусла составит:
|
|
дм3.При массовой доле сухих веществ сусла 9,5 % (плотность d=1,038 кг/дм3) масса сусла в котле:
|
|
кг.
5) Расход пара на подогрев сусла от температуры 65 °С до 100 °С при удельной теплоёмкости сусла 3,98 кДж/(кг×К):
|
кДж;
|
|
кг;
|
|
кг/час;
|
|
кг/сут;
|
|
кг/год;
|
|
кг/дал.
6) Расход тепла на кипячение сусла:
|
кДж;
|
|
кг;
|
|
кг/час;
|
|
кг/сут;
|
|
кг/год;
|
|
кг/дал.
Расход тепла на подогрев воды
7) Расход тепла на подогрев воды на затирание:
|
кДж;
|
|
кг;
|
|
кг/час;
|
|
кг/сут;
|
|
кг/год;
|
|
кг/дал.
8) Расход тепла на подогрев воды на выщелачивание дробины:
|
кДж;
|
|
кг;
|
|
кг/час;
|
|
кг/сут;
|
|
кг/год;
|
|
кг/дал.
9) Расход тепла на подогрев воды для заливки сит фильтр-чана при площади фильтрации 26,8 м2 и высоте подситового пространства 0,012 м:
|
кДж;
|
|
кг;
|
|
кг/час;
|
|
кг/сут;
|
|
кг/год;
|
|
кг/дал.
Расход тепла на подогрев промывных вод. Согласно нормам технологического проектирования на каждую варку для подогрева промывных вод расходуется 55 кг пара на 1 т зернопродуктов.
10) Расход пара на варку:
|
|
кг;
|
|
кг/час;
|
|
кг/сут;
|
|
кг/год;
|
|
кг/дал.