8.3 Расход пара

Основной расход пара в производстве пива приходится на варочный цех при приготовлении пивного сусла.

1.Расчет расхода пара для приготовления сусла

Расчет расхода тепла для приготовления сусла для 11%-ого пива.( 1-но отварочный способ)

На заводе имеется горячее водоснабжение( tв =60^оС). Температура солода

tс = 12^оС. Тогда температура заторной массы будет равна:

t=(mc*Cc*tc+mв*Cв*tв)/(mc*Cc+mв*Св)= 1875*1,7*10+6000*4,19*60)/(1875*1,7+6000*4,19) = 55,4^оС;

где Сс – удельная теплоемкость зернопродуктов (1,7кДж/кг*К)

Св – удельная теплоемкость воды (4,19 кДж/кг*К)

mв – масса воды (6000кг)

Удельная теплоемкость заторной массы будет равна:

Сзм = (mc*Cс+mв*Св)/(mc+mв) = (1875*1,7+6000*4,19)/(1875+6000) = =3,692кДж/кг*К

1-ая отварка

Расход тепла на подогрев 1-ой отварки с 52^оС до 63^оС с учетом потерь 5% в

окружающую среду будет равен

Q = (G*Cзм*(t2-t1))/0,95 = (225*3,692*(63-52))/0,95 = 80155,3 кДж;

где G – масса 1-ой отварки 25% (1875 кг)

t1 и t2 – начальная и конечная температуры, ^оС

0,95 – КПД аппарата

Расчет тепла в сутки

Qсут = Q*10 = 80155,3 *10 = 801553 кДж

Расход тепла на подогрев 1-ой отварки с 63 до 72^оС, будет равен:

Q = 1875*3,692*(72-63)/0,95 = 65581,6 кДж

Расход тепла в сутки

Qсут. = 655816 кДж

Расход тепла на подогрев 1-ой отварки с 72 до 100^оС

Q = 1875*3,692*(100-72)/0,95 = 204031,6 кДж

Расход тепла в сутки

Qсут. = 2040316 кДж

Продолжительность кипячения первой отварки 30мин, в течение часа выпаривается 5% воды от общего объема

Расход тепла на кипячение

Q = 1875*30/60*2260*0,05 = 105937,5 кДж

где 2260 кДж/кг – удельная теплота парообразования

Расход тепла в сутки при КПД = 0,95, будет равен:

Qсут = 105937,5/0,95*10 = 1115131,6 кДж

После кипячения масса отварки будет равна:

Мз = 5625+1828,13 = 7453,13 кг

Расход тепла на подогрев всей массы затора c 65 до 72^оC:

Q = 7453,13*3,692*(72-65)/0,95 = 202756,52 кДж

Qсут = 202756,52*10 = 2027565,2

Qобщ = 480932+393489,5+1224189+669078,8+2032671 = 6640381,8 кДж

Расход тепла на приготовление сусла для других сортов пива (настойный метод).

Мз = 1500*4+1500 = 7500 кг

Расход тепла на подогрев 1-ой отварки с 52^оС до 63^оС с учетом потерь 5% в окружающую среду будет равен:

Q = 7500*3,692*(63-52)/0,95 = 320,62*10³ кДж

Расчет тепла в сутки

Qсут = Q*10 = 320,62*103*10 = 320,62*10⁴ кДж

Расход тепла на подогрев затора с 63 до 72^оС, будет равен:

Q = 7500*3,692*(72-63)/0,95 = 262,33*10³ кДж

Расход тепла в сутки

Qсут. = 262,33*10⁴ кДж

Продолжительность кипячения 30мин, выпаривается 5% воды от общего объема.

Расход тепла на кипячение

Q = 7500*30/60*2260*0,05 = 423750 кДж

Расход тепла в сутки при КПД = 0,95, будет равен:

Qсут = 423750/0,95*10 = 4460,53*10³ кДж

Qобщ = 320,52*104*262,33*104*4460,5*10³ = 6640381,8 кДж

2.Расход тепла на подогрев воды для заливки сит фильтрационного аппарата

В фильтрационном аппарате площадь фильтрации 10,8м³, а высота

подситового пространства 0,012м. Суточный расход воды для заливки сит составит 1300м³.

Qсут = 1300*4,19(80-60)/0,95 = 114,7*10³ кДж

3.Расход тепла на подогрев воды для выщелачивания пивной дробины.

Расход воды на выщелачивание солодовой дробины принимается из расчета 4м³/т затираемых продуктов.

Суточный расход составит : 1,5*4*10 = 60м³

4.Расход тепла на кипячение сусла с хмелем.

Из 100 кг зернопродуктов, согласно продуктовому расчету для 11%-ого пива, получается 61,416 дал горячего сусла. В процессе варки выпаривается 5 % воды общего количества.

Первоначальное количество сусла в сусловарочном аппарате:

15009*61,416*10/(100-5) = 9697,3 дм³

Масса сусла: 9697,3*1,0442 = 10125,9 кг

Расход тепла на нагрев сусла с 80 до 100^оС

Q = 10125,9*3,98*(100-80)/0,95 = 424221,9 кДж

Расход в сутки

Qсут = 424221,9*10 = 4242219 кДж

Расход тепла на кипячение сусла с хмелем:

Q = 10125,9*2260*0,05/0,95 = 1204449,2 кДж

Расход в сутки:

Qсут = 12044492 кДж

Суммарный расход тепла в сутки

10290*10³+114,7*10³+5292,63*10³+4242219+12044492 = 31984041кДж

Расход пара в сутки

При энтальпии пара 2744 кДж/кг, давление 0,4МПа и охлаждении конденсата до 100^оС (энтальпия 419 кДж/кг)

Расход пара в сутки составит:

Дсут = 31984041/(2744-419) = 13757 кг/сут

Максимальный часовой расход пара принимается в размере 12% суточного:

Дч = 13757*0,12 = 1651 кг/ч

5.Расход тепла для подогрева воды на другие технологические нужды.

Мойка оборудования варочного отделения 18,75 м³

Промывка суслопровода 6,25 м³

Мойка оборудования отделения охлаждения 2,1 м³

Прочие нужды 75м³

Всего: 102,1 м³

Для указанных целей используется вода из отделения охлаждения сусла, имеющая температуру 30^оС и дополнительно подогреваемая до 60^оС. Для её подогрева потребуется тепла:

(18750+6250+2100+7500)*(60-30)*4,1868 = 12824168,4 Дж

Суточный расход пара

12824168,4/(2744-419) = 5515,8 кг

На пропарку трубопроводов диаметром 50-80 мм расход пара принимаем 0,2-0,4 кг на 1м длины трубопровода и давление 0,05 Мпа.

Согласно расчету суточный расход пара равен

60380,2+5515,8 = 6589,6 кг/сут

С учетом потерь тепла в 10% суточный расход тепла составит:

65896*1,1 = 72485,6 т = 72,5 т/сут

Максимальный часовой расход пара принимается 12% от суточного и со-ставляет 72,5*0,12 = 8,7 т/ч