
книги из ГПНТБ / Колотуша, П. В. Интенсификация солодовенного производства
.pdfСырой солод пневмотранспортером, нориеи или конвейером подается в питающий бункер горизонталь ной сушилки, а оттуда самотеком поступает на верхнюю решетку и вручную распределяется по ее поверхности.
многих заводах |
процесс механизирован: при |
|||||||
|
менены вращающийся диск, |
|||||||
|
который |
под |
|
действием |
||||
|
центробежной |
силы равно |
||||||
|
мерно |
разбрасывает |
солод |
|||||
|
по всей площади |
решетки, |
||||||
|
и специальное |
устройство, |
||||||
|
состоящее из приемной |
во |
||||||
|
ронки |
и |
телескопической |
|||||
|
трубы, вращающейся во |
|||||||
|
круг |
вертикальной |
оси. |
|||||
|
Труба |
или |
желоб |
могут |
||||
|
быть различной длины, |
что |
||||||
|
полностью |
|
обеспечивает |
|||||
|
равномерное распределение |
|||||||
|
солода |
на |
решетке. |
|
|
|||
|
Перемешивание |
солода |
||||||
|
на решетках двух-и трехъ |
|||||||
|
ярусных |
сушилок |
старых |
|||||
|
конструкций |
осуществля |
||||||
|
ется лопастными или шне |
|||||||
|
ковыми ворошителями, |
ко |
||||||
|
торые |
совершают |
враща |
|||||
|
тельное |
и |
поступательное |
|||||
|
движение. |
|
|
|
|
|
||
|
Рис. 23. |
Горизонтальная двухъ |
||||||
|
ярусная солодосушилка: |
|||||||
|
/ _ вытяжная |
труба; 2 |
— допол |
|||||
|
нительный вентилятор для увеличе |
|||||||
|
ния тяги |
воздуха; |
3 — верхняя |
|||||
|
решетка; |
4 — механический |
воро |
|||||
|
шитель солода; |
5 |
— камера смеши |
|||||
|
вания |
воздуха; |
6 |
— воздушный |
||||
|
канал; 7 |
— калорифер; 8 — топка. |
92
Общий вид ворошителя показан на рис. 24. Пере мещение солода с верхней решетки на нижнюю
осуществляется через люки в решетке или |
через |
|
щели, |
образующиеся при повороте секций, |
из ко |
торых |
состоит вся решетка. Высушенный |
солод |
с нижней решетки выгружается механической ло патой.
Рис. 24. Общий вид солодоворошителя, применяемого на горизонтальных сушилках.
Трехъярусная горизонтальная сушилка идентична по устройству двухъярусной и отличается лишь нали чием в ней трех решеток. Перспективными являются саморазгружающиеся решетки, которые уже установ лены на некоторых пивоваренных заводах страны. Такие решетки позволяют не только механизировать процесс передачи солода с верхней решетки на нижнюю и с нижней в бункер, но и предотвращать понижение температуры воздуха в сушильных камерах, что, естественно, позволяет экономить расход топлива на единицу продукции.
Решетка состоит из нескольких секций прямоуголь ной формы, которые шарнирно крепятся на валах,
93
соединенных общей тягой. Поворот секций осуществля ется электроприводом.
Фирма «Нордон» /Франция) выпускает для разгруз ки горизонтальных солодосушилок шнек правого и ле вого вращения.
В США горизонтальные двухъярусные солодосу шилки строят без куполообразных потолков и высоких вытяжных труб с зонтами. Они рассчитаны только на искусственную тягу. Распределительное устройство солода на верхней решетке состоит из шнека на всю длину сушилки с многочисленными отверстиями в ко жухе и распределительными желобами.
Однако рассмотренные двухъярусные сушилки уста рели и не соответствуют современным требованиям производства солода.
Для эффективного повышения производительности промышленных солодосушилок и улучшения их эконо мических показателей сотрудники Воронежского тех нологического института пищевой промышленности провели испытания работы установок. Измерялись ха рактеристики работающих сушилок, после чего анали зировались полученные данные. Программа испытаний разрабатывалась на основе данных о конструкции и режиме работы каждой в отдельности солодосушилки.
Было установлено, что при минимальных потерях тепла и рациональном тепловом режиме расход услов ного топлива на сушку солода в двухъярусных сушил ках может быть существенно сокращен. Для этого воз можны следующие пути: снижение потерь тепла в топке с дымовыми газами; сокращение потерь тепла в сушил ке; поддержание рациональных режимов сушки.
Решение этих задач возможно при следующих усло виях: размещать топки следует таким образом, чтобы поступающий в сушилку воздух омывал наружные стенки самой топки; снижать потери топлива от хими ческого и механического недожога; использовать ре
94
циркуляцию дымовых газов; использовать вторичное тепло низкого потенциала для подогрева дополнитель ного воздуха; снижать потери тепла ограждением су шилок; ликвидировать утечку нагретого воздуха; сни жать расход тепла, аккумулируемого самой сушилкой; использовать рациональные режимы сушки.
Осуществляя эти мероприятия, необходимо строго соблюдать технологический режим процесса сушки солода на двухъярусной сушилке. Оптимальный ва риант предложен проф. В. И. Поповым, который изу чил возможность интенсификации таких сушилок. По данным В. И. Попова, в двухъярусной сушилке на верхней решетке влажность солода должна понижать ся с 45 до 8% за 10—12 ч. При этом, во избежание углубления ферментативных процессов, сушка солода на верхней решетке должна протекать при относитель но низкой температуре (35—50° С) и значительном расходе воздуха.
На нижней решетке за тот же период времени (10—12 ч) влажность солода должна понизиться с 8 до 3%. Во избежание получения «жесткого» солода в первые 2 ч на нижней решетке также должна под держиваться довольно низкая температура, затем по степенно повышаться до 80° С.
Количество воздуха, поступающего на нижнюю решетку, может быть ограничено, так как из солода удаляется малое количество влаги.
Поддержание различных режимов сушки солода на верхней и нижней решетках должно осуществляться за счет подачи подогретого свежего воздуха под верх нюю решетку, где он смешивается с теплым воздухом нижней решетки, образуя смесь желаемых параметров. Подогрев воздуха, подаваемого под верхнюю решетку, необходимо осуществлять за счет использования ис точников тепла отработавших газов котельных или от работавшего пара и воды низкого потенциала, которых
на пивоваренном заводе всегда в избытке. Коли чество подаваемого воздуха как под верхнюю решетку, так и под нижнюю необходимо определять, исходя из кинетики сушки.
В настоящее время на смену двухъярусным сушил кам все чаще приходят горизонтальные одноярусные сушилки типа Мюгер, в которых сушка солода осу ществляется в высоком слое без ворошителей.
Заслуживает внимание модернизация двухъярусных солодосушилок по способу, предложенному специали стами Мукачевского пивоваренного завода. С целью интенсификации процесса сушки одна из двухъярус ных сушилок была переоборудована на одноярусную с паровым калориферным нагревом воздуха без соло доворошителя (рис. 25).
Сырой солод семисуточного ращения пневмотран спортом из ящичной солодовни подают на решетку су шилки, укладывают высотой 50—70 см и высушивают без ворошения. Два центробежных вентилятора типа Ц-13-50 № 6 (мощность электродвигателя 4 кВт-ч) нагнетают подогретый в паровых калориферах сушиль ный агент сквозь решетку в слой солода. Отработанный и увлажненный сушильный агент после прохождения его через слой солода вытяжным вентилятором выбра сывается в атмосферу. Процесс сушки автоматически регулируется программным управлением, разработан ным и смонтированным объединением «Пищепромавто матика».
Температура сушильного агента поддерживается паром, подаваемым в калорифер. Приборы показывают и записывают температуру агента сушилки под решет кой, в слое и над слоем солода. Работа всех агентов сушилки контролируется. При отклонении режима сушки от заданной программы автоматически включает ся звуковая сигнализация.
Загрузка солода высоким слоем и интенсивная его
96
продувка позволяет повысить съем солода в сутки с 1 м*2 1площади основания сушильной решетки от 120
до 280 кг.
Однако в результате исследования установлено, что процесс сушки солода на одноярусной сушилке при данных условиях в высоком слое протекал неравномерно, что ска зывается на качестве готового продукта.
|
Для выравнивания темпера |
|||||
турного режима |
по |
всей высоте |
||||
слоя солода и равномерного уда |
||||||
ления |
влаги необходимо устано |
|||||
вить |
оптимальную |
скорость |
и |
|||
температуру |
сушильного агента |
|||||
во времени и в зависимости от |
||||||
Рис. 25. Модернизация |
двухъярусной |
|||||
солодосушилки |
в одноярусную высо |
|||||
|
|
кой производительности: |
|
|||
1 |
— разгружатель |
пневмотранспортера; |
||||
2 |
— шлюзовой затвор; |
3 — загрузочный |
||||
шнек; 4 |
— канал |
для |
рециркуляции воз |
|||
духа; 5 — опрокидывающаяся решетка; 6 — |
||||||
бункер |
горячего |
солода; |
7 — шнек; 8 — |
|||
вентилятор; 9 — калорифер; 10 — камера |
||||||
смешивания воздуха; |
11 |
— опрокидываю |
||||
щее устройство решетки; 12 — вентилятор. |
||||||
содержания |
влаги |
уходящего |
сушильного агента. |
Важно также установить степень повторного исполь зования тепла уходящего сушильного агента.
В начальный период сушки сушильный агент, про ходя сквозь высокий слой сырого солода влажностью 40—42%, обильно насыщается влагой и уходит в ат мосферу. Через некоторый промежуток времени влаж ность солода понижается, а следовательно, понижается и насыщенность влагой отходящего сушильного агента. В конечном периоде процесса сушки, когда влажность
4 7-439 |
97 |
Таблица 13
Оптимальные параметры теплоагента при сушке солода . в высоком слое (Мука невский завод)
|
|
Температура |
су |
Оптимальная ско |
|||
|
|
рость |
сушильного |
||||
Период сушки |
Время сушки, ч |
шильного агента |
|||||
агента под |
решет |
||||||
|
|
под решеткой, °С |
|||||
|
|
кой, м/с |
|||||
|
|
|
|
||||
I |
4 |
35-50 |
|
|
0,8 |
|
|
II |
6 |
50 |
|
|
0,6 |
|
|
III |
6 |
70-80 |
|
|
0,4 |
|
|
IV |
4 |
£0—85 |
|
|
0,3 |
|
солода становится ниже 10%, сушильный агент уходит в атмосферу почти сухим. Рециркуляция отра ботанного во второй стадии сушки не насыщенного влагой сушильного агента и уменьшение его скорости позволит сэкономить до 30% пара, поступающего в калориферы.
Экспериментально установлены следующие опти мальные параметры теплоагента под решеткой при сушке светлого солода в высоком слое (табл. 13).
Оптимальная скорость сушильного' агента под ре шеткой одноярусной сушилки определена в результате исследований, проведенных на Мукачевском пивоварен ном заводе и в Киевском технологическом институте пищевой промышленности (полупроизводственная су шилка) (рис. 26) с учетом равномерного снижения влагосодержания солода и придания ему специфичес кого вкуса, цвета и аромата по всей высоте слоя.
Установка для исследования сушки солода в высо ком (метровом) стационарном слое состояла из сушиль ной камеры, газогенератора и высоконапорного венти лятора. Сушильная камера имеет форму параллелепи педа площадью 0,5X 1,1=0,55 м3 и высотой 1,4 м. Для выравнивания давления сушильного агента по всей площади основной решетки служит подситовое про
98
странство. Для загрузки и выгрузки солода, ввода необходимых контрольно-измерительных средств и от бора проб предусмотрены люки. Кроме того, сушиль ная камера оборудована системой для замера сопротив ления слоев солода на различной высоте.
следования сушки солода в метровом слое без ворошителя:
1 — потенциометр; 2— сушильная камера; 3 — люки для отбора проб; 4 — места ввода термопар; 5 — термометры; 6 — основ ная решетка; 7 — подснтовое пространство; 8 — газогенератор; 9 — вентилятор; /0 — манометр системы замера сопротивления слоев солода.
Теплоагентом в установке является смесь воздуха, нагнетаемого вентилятором, и продуктов сгорания природного газа, который образуется в газогенераторе.
4* |
99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 14 |
||
Режим сушки солода |
в слое |
высотой 1 м в течение |
10 |
ч |
|||||||
|
|
1 |
|
3 i |
4 |
|
|
|
|
9 |
1 |
Время сушки, ч |
0 |
2 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
|
10 |
||
Температура теп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лоагента под ре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шеткой, °С |
45 |
47 |
49 |
52 |
65 |
57 |
60 |
65 |
85 |
85 |
85 |
Скорость теплоа |
|
|
|
|
|
|
1,5 » |
|
1,4 * |
|
|
гента под решет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
кой, м/с |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1,5 |
1,45 |
1.4 |
1,0 |
1,0 |
1.0 |
* К концу данного часа скорость должна |
быть |
снижена до значения в |
|||||||||
знаменателе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Система шиберов позволяла по мере надобности вы бирать соответствующее направление теплоагента: ра ботать с рециркуляцией; без рециркуляции; с отсосом или без отсоса отработанного теплоагента.
Во время исследований определяли: расход природ ного газа и электроэнергии; давление, скорость, темпе ратуру и относительную влажность теплоагента под решеткой, в слое солода на различных высотах и на выходе из сушильной камеры; температуру и относи
Режим сушки солода в слое
Время сушки, ч |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Температура
теплоагента
под решеткой, |
40,0 |
41,5 |
43,0 |
44,0 |
45,5 |
47,0 |
48,5 |
50,0 |
51,0 |
°С |
|||||||||
Скорость теп- |
|
1,10 |
|
1,00 |
|
|
|
0,85 |
|
лоагента под |
1,10 |
1,00 |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
0,60 |
|||
решеткой, м/с |
1,00 |
0,85 |
0,60 |
100
тельную влажность атмосферного воздуха, а также температуру и влажность солода в различных точках по высоте слоя. Качественные показатели сырого и су хого солода определяли по общепринятым в пивоваре нии методам в соответствии с требованиями стандарта на солод.
Для нахождения оптимального режима сушки соло да в слое высотой 1 м без перемешиваний изучали влияние температуры, скорости и относительной влаж ности теплоагента на нагрев и сушку солода. Сравни вали энергозатраты на сушку солода при различных режимах состояния теплоагента с плавным изменением температуры и скорости; со стабилизацией температу ры и ікорости; со стабилизацией скорости и плавным изменением температуры; с пульсирующим подводом при отсушке солода; с дополнительным отсасыванием отработанного теплоагента.
Для сушки использовали сырой солод семисуточно го ращения, приготовленного в производственных условиях.
В результате исследования разработано два опти мальных режима сушки в течение 10 и 20 ч (табл. 14 и 15)
высотой 1 |
м в течение 20 ч |
|
|
|
Таблица |
15 |
|||||
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
|
|
|
|
70 |
80 |
|
|
|
|
53,0 |
56,0 |
58,0 |
60,0 |
63,0 |
66,0 |
80 |
85 |
85,0 |
85,0 |
85,0 |
85,0 |
|
|
|
0,60 |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,30 |
|
0,30 |
0,30 |
0,60 |
0,60 |
0,60 |
0,40 |
0,30 |
0,30 |
101
Установлено, что процесе сушки наиболее эффекти вен при плавном изменении температуры теплоагента в течение всего процесса. Ступенчатое изменение тем пературы приводит к значительному перерасходу теп ловой энергии.
После контроля относительной влажности уходя щего теплоагента пришли к выводу, что использование его целесообразно, когда влажность солода понизится примерно до 8%, а температура солода достигнет 60—65° С. Это соответствует периоду перед отсушкой и отсушке солода. Использование части отработанного воздуха позволяет повысить экономичность процесса сушки. Установлено, что оптимальное количество ре циркулируемого теплоагента составляет около 20% от общего объема, проходящего через сушильную камеру за весь период сушки.
Дополнительная вытяжка отработанного теплоаген та из верхней части сушильной камеры целесообразна в период подвяливания и сушки солода.
Процесс сушки по десятичасовому режиму условно можно разделить на четыре периода. В первый и вто рой периоды входят процессы прогрева всего солода до практически одинаковой температуры (разница в температуре по высоте слоя составляет 1—2°С) и обез воживание его примерно до 10%. Температура на первом этапе достигает 50, а на втором 70° С. Эти пе риоды могут быть различными и зависят от интенсив ности подачи сушильного агента в подситовое про странство. Скорость теплоагента должна быть макси мальной, но экономически оправданной (1,5—1,6м/с).
Первый этап характеризуется неравномерностью температуры и влажности солода. В нижних слоях влажность 20, а в верхних — 42%. Более быстрому выравниванию температуры солода способствует до полнительный отсос отработанного воздуха. Продол жительность первого периода примерно 2 ч.
102