Виды зерновых культур, использующиеся в бродильных производствах
Зерновые культуры занимают значительный удельный вес среди сырья бродильных производств. В пивоваренной промышленности ячмень является основным сырьем. В спиртовой промышленности перерабатывают кукурузу, ячмень, овес, просо, рожь.
Различные зерновые культуры могут иметь различную форму, но состоят из одинаковых анатомических частей. Если зерно, например ячменя разрезать вдоль, то можно различить оболочку, мучнистое тело (эндосперм) и зародыш. Снаружи зерно покрыто прочной мякинной оболочкой, под которой находятся сросшиеся между собой плодовая и семенная оболочки. Непосредственно под оболочками находится слой крупных толстостенных клеток, которые содержат белковые вещества, жир и минеральные вещества. Этот слой называется алейроновым. Основная масса зерна приходится на мучнистое тело, состоящее из отдельных клеток, внутри которых находятся крахмальные зерна и некоторое количество белков. Содержание крахмала увеличивается по мере удаления от алейронового слоя. Эндосперм служит источником питательных веществ, необходимых зародышу при его развитии. Сбоку у нижнего конца зерна расположен зародыш, из которого развивается растение: корешки, стебли и листья.
Между эндоспермом и зародышем находится слой клеток, называемый щитком. В клетках щитка находятся витамины и здесь во время прорастания зерна в первую очередь проявляют свое действие ферменты. Щиток передает питательные вещества от эндосперма к зародышу. Из безазотистых экстрактивных веществ основную ценность в бродильных производствах представляют углеводы: крахмал, сахара, декстриноподобные вещества. Под действием ферментов солода и дрожжей эти вещества превращаются в спирт.
Хранение растительного сырья должно обеспечить его сохранность на период использования в производстве, не допускать его порчи и потерь ценных веществ. В зависимости от состава сырья и его морфологических особенностей применяют различные способы хранения: в буртах, кагатах, зернохранилищах и др. Корни свеклы, клубни картофеля, зерна злаков при хранении проявляют жизнедеятельность. Дыхание является основным биохимическим процессом. При дыхании происходит ферментативное разложение углеводов, содержащихся в сырье. Небольшое количество крахмала в зерне или картофеле превращается в глюкозу, а часть сахарозы в сахарной свекле – в инвертный сахар, смесь глюкозы и фруктозы. Учитывая эти процессы, и выбирают методы хранения и соответствующие параметры.
Транспортирование ячменя и солода при помощи пневматических транспортных средств (всасывающая установка, нагнетательная установка), их преимущества и недостатки.
Для перемещения бестарных сыпучих материалов наряду с механическим транспортом на солодовенных и пивоваренных предприятиях широко используется пневмотранспортное оборудование. В этих устройствах ячмень или солод перемещаются по трубопроводам мощным воздушным потоком. Чтобы поднять транспортируемый материал, требуется скорость воздуха около 11 м/с, однако чтобы сырье перемещалось надежно, обычно применяют значительно большие скорости потока воздуха - порядка 20м/с. Такой воздушный поток получают при помощи роторных лепестковых воздуходувок или вентиляторов высокого давления.
Преимущества пневмотранспорта заключаются в следующем:
можно перемещать большие массы сырья;
потребность в площадях невелика;
в установке не остается остатков;
пневмотрубопроводы можно делать изогнутыми;
нет опасности возгорания.
Однако следует заметить, что по сравнению с механическими транспортными средствами в данном случае существенно возрастает энергопотребление.
Существует два вида пневмотранспорта:
всасывающие установки с разрежением в транспортном трубопроводе;
нагнетательные пневмоустановки с избыточным давлением в транспортном трубопроводе.
При использовании всасывающей установки (если на трубопроводе имеется достаточное количество разветвлений) ячмень можно засасывать из нескольких точек.
Отбор ячменя осуществляется только в точке размещения отделителя от воздуха (рис. 2.25), который поэтому располагают на самом высоком месте, то есть над сушилкой, над зернохранилищем или над замочным чаном.
Сопоставление свойств нагнетательных и всасывающих пневматических установок
|
Нагнетательные |
Всасывающие |
|
установки |
установки |
Источник |
Почти |
Большей |
воздушного |
исключительно |
частью |
потока |
ротационная |
вентиляторы |
|
воздуходувка |
высокого |
|
|
давления |
Впуск |
Всегда через |
Всасывающее |
продукта |
шлюз |
сопло |
Выпуск |
Со шлюзом |
Всегда |
продукта |
или без него |
необходим |
|
|
шлюз |
Скорость |
Сравнительно |
Высокая |
перемещения |
низкая |
|
Отделение |
Возможны |
Самостоятель- |
но продукта |
все виды |
работающий |
|
отделителей |
отделитель. |
|
|
Без шлюзового |
|
|
затвора и |
|
|
пылеотдели- |
|
|
тельного |
|
|
фильтра |
|
|
неприменим |
Рабочее |
Может быть |
Относительно |
давление |
высоким. |
низкое |
|
Возможны |
|
|
длинные |
|
|
транспортные |
|
|
пути |
|