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

сита пневматического ящика. Если чаны монтируются на одном уровне с ящиками, то для транспортирования замоченного ячменя необходимо устанавливать цент­ робежный насос.

Лучшим вариантом компоновки оборудования для мойки и замачивания ячменя является механизирован­ ная установка, состоящая из трех чанов с кони­ ческими днищами. Первый чан предназначен для мой­ ки и дезинфекции зерна. Остальные два чана по своей конструкции и способу соединения между собой при­ способлены для любого технологического процесса за­ мачивания ячменя (рис. 4). Установка позволяет также применять воздушно-оросительное замачивание с от­ сасыванием углекислоты.

Такие механизированные установки для замачива­ ния ячменя вместимостью 25 т зерна (один чан) изго­ тавливает фирма ГДР «Veb Mälzerei und Speicherbau Erfurt».

Удобным вариантом компоновки замочных чанов является размещение их один над другим. По объему эти чаны должны быть одинаковыми. В верхнем замочном чане ячмень моют и дезинфицируют, снимают сплав, а затем вместе с водой спускают в нижний чан; при этом он попадает на специальный укрепленный над нижним чаном конус и с него тонкими струйками падает вниз. Происходит дополнительная аэрация зер­ на. Однако такое размещение не всегда возможно при недостаточной высоте помещения.

Расчет замочных чанов

В конце замачивания объем зерна возрастает при­ мерно на 40%. Во избежание выброса зерна при его мойке или перекачке полный объем замочных чанов с учетом запаса, который составляет 10% от общего объ­ ема чанов, должен быть больше объема воздушно-сухого

31

ячменя на 50%. При заданном количестве перераба­ тываемого сырья в сутки объем воздушно-сухого ячме­ ня, засыпаемого в чаны, Ѵ3, м3, составит

где М — количество замачиваемого ячменя в сутки, т; ри — объемная масса ячменя, т/м3. Полный объем за­ мочных чанов, м3

Ѵч = £Ѵат,

где k — коэффициент, учитывающий увеличение объ­ ема зерна при замачивании и запас вместимости чана для нормальной работы (Д = 1,45 — 1,5); Ѵ3 — объем замачиваемого ячменя в сутки, м3; т — время замачи­ вания зерна,сутки.

Для определения количества замочных чанов вос­ пользуемся следующим уравнением:

где п — количество замочных чанов для данной про­ изводительности, шт.; т — время, необходимое для замачивания зерна, ч (в зависимости от способа зама­ чивания и технологического режима т = 48 — 65 ч); 2,5 — время, необходимое для заполнения чана водой, загрузки зерна в чан, разгрузки чана, а также на мойку, дезинфекцию, осмотр и подготовку чана к сле­ дующему приему зерна, ч; 1 — в расчете учитывается запасной чан, который позволяет без снижения про­ изводительности замочного отделения производить профилактический ремонт чанов.

Объем одного чана, м3, определяют из уравнения

V = п .

32

Размеры типовых замочных чанов, разработанных Гипроспиртвино, приведены в табл. 7.

В случае, когда по расчету получается объем одного замочного чана больше, чем предусмотрено в табл. 7, количество чанов необходимо увеличить в 2—3 и более раз. Объем одного замочного чана соответственно уменьшится в такое же количество раз.

При изготовлении нестандартного замочного чана объем его, м3, определяют из уравнения

где D — диаметр цилиндрической части, м; Н — высо­ та цилиндрической части, м; h — высота конуса, м.

Угол образующей конуса должен обеспечить пол­ ное удаление зерна из чана при открытом вентиле, и, следовательно, составлять 45°. При этом высота конуса равна половине диаметра чана, т. е. /і=0,5 D.

Тогда

V = 0.785D2// + 0,13z?3.

При заранее заданной высоте цилиндрической час­ ти Н (в зависимости от ширины стального листа) данное уравнение решается путем пробных подстано­ вок значений D.

С помощью ЭЦВМ по приведенному уравнению определяем диаметр чана при различной его емкости и высоте цилиндричес­ кой части. Результаты расчетов приведены в

виде графиков (рис. 5).

Рис. 5. График для опреде­ ления основных размеров замочного чана в зависимости от заданной емкости:

Профессор П. М. Мальцев рекомендует объем за­ мочного чана определять из расчета 2,2м3 на 1 т ячменя.

Гидротранспорт

всовременных солодовнях

Главным требованием, предъявляемым при выборе средств механизации производственных процессов, является надежность в работе, простота конструкции и экономичность как при монтаже, так и при эксплуа­ тации. С учетом этих требований и следует подходить к выбору средств перемещения зерновых масс в со­ лодовенном производстве.

При подаче ячменя на замачивание и замоченного ячменя на проращивание наиболее удобным и целесо­ образным средством является гидротранспорт. Он вы­ сокопроизводителен, экономичен и обеспечивает пол­ ную механизацию операций по погрузке, транспорти­ рованию и выгрузке зерна. Поперечное сечение его трассы в несколько раз меньше любого вида механи­

34

ческого транспорта. Особенно, он удобен в существу­ ющих старых помещениях. Кроме того, гидротран­ спорт обеспечивает непрерывность процесса, сокраще­ ние потерь транспортируемого материала, улучшает санитарно-технические условия работы и условия тех­ ники безопасности.

Схема подачи ячменя гидротранспортом из подрабо­ точного отделения на замачивание показана на рис. 6.

Очищенное и отсортированное зерно из бункера 1 самотеком поступает на автоматические весы 2, а затем

всборник <3. Взвешенный ячмень самотеком попадает

всмеситель 4, где струя воды под давлением 0,15—0,2

МПа подхватывает его и по трубопроводу 5 (диамет­ ром 100—150 мм) перемещает в замочные чаны 6. В процессе гидротранспортирования происходит ин­ тенсивная мойка зерна и его увлажнение. Уклон тру­ бопровода в сторону замочных чанов должен состав­ лять не менее 5°.

При необходимости транспортирования ячменя из помещения подработки в замочные чаны, когда послед­ ние находятся выше уровня зерноочистительных ма­ шин, рекомендуется применять насссн\к схему, пока занную на рис. 7.

Из бункера 1 ячмень, отсортированный и взвешен­ ный на весах 2, самотеком поступает в промежуточный бункер 3, затем в приемный сосуд-смеситель 4, который разделен перегородкой на две неравные части а и б в соотношении 1:4. Зерно поступает сверху в меньшее отделение а, а к нижней его части по трубе 10 танген­ циально подводится под давлением вода. Под действи­ ем струи воды, поступающей в смеситель, зерно в виде пульпы выбрасывается в большее отделение б сосудасмесителя, а из него по трубопроводу 5 поступает в приемный патрубок центробежного насоса 6, приводи­ мого во вращение электродвигателем 7. Смесь воды с зерном с помощью насоса подается по трубопроводу 8 в замочные чаны 9.

Такая схема транспортировки проверена длитель­ ной эксплуатацией на многих заводах и является высокоэффективным способом механизации перемеще­ ния зерна.

С помощью гидротранспорта также удобно и целе­ сообразно подавать замоченный ячмень из замочных чанов в солодорастильные ящики. Перемещение ячме­ ня можно осуществить как с применением насоса, так и без него.

Безнасосные установки применяются при наличии надлежащего уклона гидропривода. Установлено, что надежная работа и достаточная производительность такой установки обеспечиваются при разности началь­ ной и конечной отметок трубопровода не менее 3 м и гидромодуле зерно-водяной смеси 1:3 и выше. Принци­ пиальная схема для транспортирования замоченного ячменя без насоса не отличается от схемы, приведенной на рис. 6. В этом случае для успешного транспортиро­ вания ячменя зерно-водяную смесь в замочном чане до полного его освобождения необходимо поддержи­ вать в состоянии турбулентного движения продувкой сжатого воздуха. Кроме того, в нижнюю часть замоч-

36

Расчет гидротранспортной установки

При расчете гидротранспортных установок основ­ ной задачей является определение наиболее экономич­ ных, технологических оптимальных значений кон­ систенций гидросмеси С, скорости ее движения V, необходимого напора h и диаметра трубопровода. Для определения этих показателей предварительно необхо­ димо составить график, изображающий трассу трубо­ провода (в плане и разрезе) и задаться производитель­ ностью установки.

Главным условием нормальной и экономичной ра­ боты гидротранспортера является обеспечение крити­ ческой скорости гидросмеси, т. е. наименьшей скорос­ ти, при которой зерна движутся во взвешенном со­ стоянии. При такой скорости поток предельно насыщен зернами и перемещает максимально возможное коли­ чество материала.

Для определения критической скорости смеси икр следует воспользоваться номограммой, построенной для различных значений плотности гидросмеси и ди­ аметров трубопровода. Далее приведен пример расчета гидротранспортной установки.

Пример. Рассчитать гидротранспортную установку для пода­ чи промытого зерна в пневматический ящик (см. рис. 8) при условиях: производительность установки по зерну Q3 =18 т/ч; расстояние подачи ¿=36 м; высота подъема г = 13 м.

Согласно результатам исследований, проведенных в КТИПП,

оптимальная концентрация смеси зерно-вода при транспортиро­ вании должна составлять С = 1:2, или 30% зерна и 70% воды, а критическая скорость ее движения чКр — 2 м/с. Тогда диаметр трубопровода можно определить из условий непрерывности струи:

Л’кр = ЗОз

ИЛИ

P _ 3Q3

Укр

где Q3 — производительность по зерну, м3/с.

38

120 мм.

Необходимый напор для преодоления сопротивлений в сети

h = п (il + г),

где h — напор насоса, м; п — коэффициент, учитывающий по­ тери напора местных сопротивлений, принимается равным 1,1; і — гидравлический уклон, равный 0,046; / — общая длина трас­ сы (по условиям задачи Z = 36 + 13 = 49 м); г — высота подъема, равная 13 м.

Тогда Л= 1,1(0,046 • 49+ 13)= 16,8 м.

Потребная мощность двигателя

где N — мощность двигателя, кВт; Qc — производительность установки по гидросмеси, Qc — 3Q3 = 0,0077 ■ 3=0,0231 м3/с; г]— КПД насоса, равный 0,6; у — плотность транспортируемой гидросмеси, равная 1050 кг/м3.

Следовательно,

0,0231 • 16,8 ■ 1050 = 6,7 кВт.

102 • 0,6

Глава II

ПРОРАЩИВАНИЕ ЯЧМЕНЯ

Главной задачей проращивания ячменя является активизация и накапливание различных ферментов, вызывающих гидролиз запасных веществ эндосперма зерна с тем, чтобы обеспечить достаточное его разрыхле­ ние и максимальный перевод в сусло в определенном ко­ личественном соотношении. И хотя при затирании соло­ да с водой происходят дополнительные гидролитические

39

процессы, основное соотношение отдельных фрак­ ций веществ, в особенности белковых, устанавли­ вается именно в стадии проращивания.

Замачивание и проращивание зерна с физиологи­ ческой точки зрения — единый процесс, так как жиз­ ненные процессы роста зародыша и связанные с ним биохимические изменения, начавшиеся с момента по­ ступления вегетационной влаги, продолжаются и при проращивании. При правильно выбранном режиме к концу замачивания ячмень проходит полную фазу фи­ зиологического прорастания и в дальнейшем условия проращивания должны обеспечить фазу биохимическо­ го растворения эндосперма.

АКТИВАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ ПРИ СОЛОДОРАЩЕНИИ

При проращивании ячменя каждый фермент играет определенную роль, и только при полном взаимодей­ ствии всех ферментов можно получить желаемый хи­ мический состав солода, а затем и сусла. На макси­ мальный перевод экстракта солода в раствор наиболь­ шее влияние оказывают гидролитические ферменты и особенно ферменты, гидролизующие крахмал, белко­ вые вещества и клеточные стенки эндосперма, т. е. амилолитические, протеолитические и цитолитические.

Амилолитические ферменты пред­ ставляют собой целую группу биокатализатсров.

Впивоварении большое значение имеют ß- иа-амилазы

именьшее декстриназа, называемая еще предельной декстриназой. ß-амилаза является наиболее важной частью амилаз и находится в ячмене и солоде в раство­

римой и нерастворимой формах. При нормально иду­ щем процессе общая ß-амилазная активность повы­ шается до четвертого дня проращивания, затем падает или остается на достигнутом уровне. Нерастворимая форма ß-амилазы сильно уменьшается при замачива­

40