Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Колотуша, П. В. Интенсификация солодовенного производства

.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
5.32 Mб
Скачать

Сырой 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