Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Материально-сырьевые расчеты пищевых производств. Учебное пособие
.pdf
П 100
П
вид
вид
V
, (2.36)
с
П
вид
10056,6
%41,12
.
86,52
3. Определение расхода хмеля и молочной кислоты
Расход хмеля. При расчете расхода хмеля исходят из норм горьких
веществ хмеля Гх на 1 дал горячего сусла, которые составляют 1,20–1,50 г/дал.
Расход прессованного хмеля Н в г/дал горячего сусла и в г/дал пива
рассчитывают по формулам (2.9) и (2.10).
Нормы внесения воздушно-сухого прессованного хмеля на 1 дал
горячего сусла, г/дал:
4
10
Г
H
1
Х
,
)100()1(
W
где Гх – величина горечи хмеля (по рецептуре), г СВ /дал;
(α + 1) – содержание горечи в хмеле, % к массе сухих веществ;
α – массовая доля α – кислот в сухом веществе хмеля, %;
W – массовая доля влаги в хмеле, %.
Расход воздушно-сухого прессованного хмеля на 1 дал готового пива, г/дал:
Н2 = Н1 ∙100/(100 – Пж) ,
где Пж – предельнодопустимые потери по жидкой фазе, %, (Пж ≡ П
Расход прессованного хмеля Н2 на 1 дал пива «Московское» определяют
при следующих данных: Гх = 1,2; W = 12 %; α = 3,0 % α–кислот; П
6
10
Г
H
2
Н2 =
х
6
102,1
, (2.37)
)100()100()1(
ПW
ж
0,39
41,121001210013
г.
вид
Расход прессованного хмеля на 100 кг зернопродуктов:
Н
= Н2 ∙ V
2зер
Н
= 39,0 ∙ 46,3 = 1805,7 г = 1,81 кг.
2зер
, (2.38)
гот
).
вид
=12,41 %:
Расход молочной кислоты. Для подкисления затора расходуется 100-
процентная молочная кислота в количестве 0,08 кг на 100 кг сырья.
41
4. Определение количества отходов
88
100
85
100
10
10
Солодовая дробина. Количество солодовой дробины конечной влажности
в расчете на 100 кг зернопродуктов определяют умножением количества
ñâ
сухих веществ, оставшихся в дробине
св
100G
Q
с.д
=
др
, (2.39)
W100
др
G
, на коэффициент 100 / (100 – Wдр):
äð
G
с.д
=
=188,8 кг.
Хмелевая дробина. Количество влажной хмелевой дробины,
образующейся при варке сусла, в килограммах на 100 кг зернового сырья:
10065,22
где W
св
100G
G
=
х.д
– влажность хмелевой дробины, W
х.др
х.д
=
W100
х.др
100
ПН
2
хмзер
, (2.40)
W
дрх
.
= 85 %;
х.др
Пхм – выход безводной хмелевой дробины от массы задаваемого хмеля, %,
Пхм = 60 %.
60805,1
G
х.д
=
= 7,22 кг.
Шлам сепараторный. На 100 кг зернопродуктов получается 1,75 кг
шлама влажностью 80 %.
Отстой в танках дображивания. Количество отстоя при выдержке –
1,33 л на 100 кг зернопродуктов.
Дрожжи избыточные. При брожении сусла по периодическому
способу получается 0,8 л избыточных дрожжей влажностью 88 % на 10 дал
сбраживаемого сусла.
Количество избыточных дрожжей на 100 кг зернопродуктов, л:
8,0
.сх
, (2.41)
где V
Vдр =
– объем холодного сусла, дал.
х.с
V
8,069,49
98,3
Vдр =
л.
В пересчете на сухую биомассу:
G
= 3,98 ∙ (100 – 88) / 100 = 0,48 кг.
АСВ
42
Диоксид углерода. На 1 дал готового пива при главном брожении
*
выделяется 150 г диоксида углерода, который можно утилизировать.
Количество диоксида углерода, образующегося при сбраживании сусла, в кг
на 100 кг зернового сырья:
=0,15 V
G
CO
2
= 0,15 ∙ 46,3 = 6,945 кг.
G
CO
2
, (2.42)
гот
Годовое количество образующегося диоксида углерода, кг:
G
год
CO
= 0,15∙V
2
год
гот
.
В табл. 2.6 приведены данные, полученные при расчете на 100 кг
зернового сырья. При пересчете на 1 дал пива количество каждого продукта
делят на количество готового пива, которое получается из 100 кг зернового сырья.
Таблица 2.6. Сводная таблица материального баланса
Пиво «Московское»
Продукты
Зерновое сырье, кг
Светлый солод 80 1,73
Рисовая сечка 20 0,43
Всего 100 2,16
Другие виды сырья, кг
Хмель 1,81 0,039
Молочная кислота 0,08
Промежуточные продукты, дал
Горячее сусло 52,86 1,142
Холодное сусло 49,69 1,073
Молодое пиво 48,55 1,049
Дрожжи семенные, л 2,50 0,054
Фильтрованное пиво 47,24 1,020
Готовое пиво 46,3 1,000
Отходы, кг
Пивная дробина 188,8 4,08
Шлам сепараторный 1,75 0,038
Диоксид углерода 6,945 0,15
Отходы, л
Хмелевая дробина 7,22 0,156
Избыточные дрожжи, л 3,98 0,086
Отстой в аппаратах дображивания 1,33 0,029
На 100 кг зернового
сырья
На 1 дал пива
-
43
Если объект проектирования, выполняемый студентом, ограничен
одним из производственных подразделений, например производство солода,
производство сусла или производство пива и выращивания дрожжей, то
расчет удобнее выполнять с использованием постадийных балансов и
производственных нормативов, что показано далее.
2.3. Расчет производства солода
Производство солода (солодовня) включает стадии замачивания,
проращивания и сушки солода. Структурная схема солодовни представлена на
рис. 2.2
Ячмень
GЯ, W
Я
ВЗ
Замачивание
Сор
GС, WС
В
С.М
Потери на дыхание зерна
Солодоращение
G
, W
ПР.С
Горячий воздух
ПР.С
ВС
Сушка
Ростки
GР, WР
Отделение ростков
G
С.С
, W
С.С
Солод
Рис. 2.2. Структурная схема солодовни
На замачивание поступает сортированный ячмень влажностью 14–15,5 %.
При замачивании зерна его масса увеличивается в результате накопления
влаги, при соложении масса замоченного зерна уменьшается из-за потерь
сухих веществ зерна на дыхание и за счет развития ростков, при сушке –
уменьшается за счет удаления влаги. Выход солода в производстве при
правильном ведении технологического процесса и использовании ячменя
требуемого качества находится в пределах 78–80 % от массы ячменя.
Потери со сплавом зависят от крупности, степени очистки, сортировки
ячменя и находятся обычно в пределах от 0,6 до 1,2 %. Потери за счет
выщелачивания составляют от 0,4 до 1,1 % в зависимости от качества ячменя
44
и размера зерен. Потери за счет дыхания зерна при замачивании ячменя,
100
ращении и сушке солода обычно в пределах 5,5–6,0 %, потери на ростки –
4,3–5,0 %. Потери ячменя при производстве солода определяют по разности
между массой сортированного ячменя, поступающего на замачивание, и
массой готового солода после отделения ростков. Так как влажность ячменя
14–15,5 %, а светлого солода – 4,5–6 %, то в количество потерь входит и
разница во влажности, это кажущиеся потери. Истинные общие потери сухих
веществ ячменя в производстве светлого солода составляют 10–15 % к массе
сухих веществ.
Потери ячменя ПЯ (в процентах) можно определить после нахождения
выхода солода от ячменя как разницу между 100 % и выходом солода (в %).
Выход сухого вещества солода на сухое вещество ячменя, %:
100)100(G
Y
СВ.С
СВ.Я
W
СС
WG
, (2.43)
)100(
ЯЯ
выход солода от ячменя, %:
GY100
С
ЯС
/
где
G – масса готового солода, кг;
Ñ
W – средневзвешенная влажность полученного готового солода, %;
C
G – масса ячменя, поступившего на приготовление солода, кг;
ß
W – средневзвешенная влажность израсходованного ячменя, %.
ß
100
, (2.44)
G
Я
YП
. (2.45)
ЯСЯ
/
2.3.1. Количество замоченного зерна, свежепроросшего и готового
солода
Расчет количества замоченного зерна, свежепроросшего и готового
солода ведут на единицу массы (1 т) сортированного ячменя или на массу
засыпи, предназначенной для одной варки пива.
Масса сухих веществ замоченного ячменя:
)100(
СВ
G
, (2.46)
Я
где
G – масса сортированного ячменя, кг;
СОРТ
45
WG
СОРТСОРТ
W – влажность сортированного ячменя, %.
100
СОРТ
Масса замоченного ячменя:
G
CB
Я
ЯЗ
.
100
W
ПG
)100(
З
, (2.47)
ЯЗ
.
где ПЗ – потери сухих веществ со сплавом и на выщелачивании при
замачивании, %;
– влажность замоченного ячменя, %.
ЯЗW.
Масса воды, поступившей при замачивании в ячмень:
где
где
где
ВЗ = G
З.Я
W
З.Я
– G
СОРТ
W
. (2.48)
СОРТ
Масса сухих веществ свежепроросшего солода:
СВ
G
.
– потери на дыхание при проращивании, %.
П
ПР
СВ
Я
, (2.49)
СПР
)100(
ПG
ПР
Масса свежепроросшего солода:
СВ
G
– влажность свежепроросшего солода, %.
CПРW.
G
СПР
.
100
100
СПР
.
W
, (2.50)
CПР
.
Масса сухих веществ сушеного солода:
СВ
G , (2.51)
С.С
– масса ростков, кг.
G
Р
G
Р
СВ
GG
Р
СПР
.
)100(
ПWG
РСОРТСОРТ
)100(100
W
Р
, (2.52)
где
– потери сухих веществ на образование ростков, %;
П
Р
– влажность ростков, %.
W
Р
Масса сушеного солода:
СВ
G
100
СС
100
.
, (2.53)
W
СС
.
где
G
СС
.
– влажность сушеного солода, %.
CСW.
Масса влаги, удаленная при сушке солода:
ВС = G
46
ПР.С
W
ПР.С
– G
С.С
W
. (2.54)
С.C
Масса готового солода:
100
СВ
G
100
СС
100
.
, (2.55)
W
ГОТ
G
ГОТ
где
W – влажность готового солода, %;
ГОТ
Масса товарного ячменя для получения 100 кг сортированного ячменя:
G
где
П – потери при очистке и сортировании, %;
ОС
П
ХР
G
ТОВ
100
– потери при хранении и разгрузке.
СОРТ
100
100
100
, (2.56)
ПП
ХРОС
2.3.2. Количество отходов: зернового сплава и солодовых ростков
При производстве солода образуются отходы: сплав, ростки. Зерновые
отходы (ячмень 3 сорта) отсутствуют, так как на солодовне выращивается
только ячмень 1 сорта.
Масса воздушно-сухого сплава:
ПG
G , (2.57)
ВСС
где
П – отходы при образовании сплава, %.
С
ССОРТ
Масса влажного сплава:
)100(
ВССВСС
G
ВС
где
W – влажность воздушно-сухого сплава, %;
ВСС
W – влажность влажного сплава, %.
ВС
100
WGW
ВС
, (2.58)
Массу ростков, поступающих на реализацию, определяют по формуле (2.52).
Результаты расчета заносят в таблицу материального баланса (табл. 2.7).
47
Таблица 2.7. Материальный баланс производства солода
Приход Расход
Стадии производства,
наименование сырья
Влаж-
ность, %
Масса,
кг
Наименование продукта Влаж-
ность, %
Масса,
кг
Замачивание ячменя
Ячмень сухой
W
Я
СОРТ
G
Вода ВЗ Сплавки
Замоченный ячмень
W
ß.Ç
ПЗ∙
G
Итого: Итого:
Солодоращение
Замоченный ячмень
ЯЗW.
Потери на дыхание
«Зеленый» солод
ЯЗG.
CПРW.
П
G
ПР
Итого: Итого:
Сушка
«Зеленый» солод
CПРW.
СПРG.
Солод
ССW.
Вода ВС
Итого: Итого:
Обработка солода
Солод с ростками
ССW.
Потери – ростки, пыль
Готовый солод
ССG.
W
ГОТ
G
ГОТ
G
Итого: Итого:
ЯЗG.
СВ
Я
СПРG.
СВ
Я
ССG.
P
2.4. Расчет производства пивного сусла
Процесс приготовления пивного сусла включает стадии дробления
ячменного солода и несоложенных материалов, приготовления затора и его
осахаривания, фильтрации затора и кипячения сусла с хмелем. Солод дробят
с целью улучшения растворения и ферментативного осахаривания крахмала.
Затирание – процесс смешивания дробленого солода с водой. Полученная при
этом смесь называется затором. Суслом называется жидкость, полученная
после фильтрации затора и промывания дробины. Сусло, полученное после
фильтрации затора, называется суслом первым. После промывания дробины
получаются промывные воды, которые смешиваются с первым суслом в
сусловарочном котле. На рис. 2.3 представлена структурная схема варочного
отделения, согласно которой ведем расчет материальных потоков.
48
СУС
СВ.к
ОХМ.СУС
СВ.н
Солод, ячмень
Термамил
В
ПР
«Глухой» пар
GС, WС
GЯ, W
Я
Измельчение зернопродуктов
Приготовление затора
Разваривание
Осахаривание
GЗ , WЗ
Фильтрование
Промывание дробины
G
, С
Сус1
Сус1
GПР, СПР
Кипячение сусла с хмелем
G
, С
Осветление сусла
ВЗ
ПЗ
ПО
GДР, WДР
В
ПАР
GП , W
П
Дробина
Белковый
отстой
G
, С
Охлаждение сусла
На брожение
Рис. 2.3. Структурная схема производства пивного сусла
Расчет выполняется по разовой производительности варочного
отделения (дал/цикл), то есть по емкости устанавливаемого оборудования.
2.4.1. Стадия затирания (приготовления затора)
Исходные данные:
– производительность по суслу G
=7800 дал/цикл.
cус
Нормы расхода сырья (в весовых % от готового сусла):
– солод nс = 12,5 %;
– ячмень nя = 3,5 %;
– вода n
= 57 %.
в.з
Норма расхода фермента (термамил) nт = 0,31 кг/т зерна.
Количество солода, подаваемого на затирание:
100/G
nG
49
, (2.59)
ссуссуссол
где G
– производительность по суслу, дал/цикл;
сус
– плотность сусла при 20 °C, кг/л;
сус
nс – норма расхода солода.
Количество ячменя, подаваемого на затирание:
, (2.60)
ясуссуся
100/G
nG
где nя – норма расхода ячменя, %.
Общее количество зернопродуктов:
GGG . (2.61)
ясолЗ
Количество фермента (термамил), подаваемого на затирание:
GnG , (2.62)
ЗТТ
где nт – норма расхода термамила, кг/т.
Количество воды, подаваемой на затирание:
100/G
nВ
где n
– норма расхода воды на затирание, %.
в.з
.звсуссусЗ
, (2.63)
Значения рассчитанных величин приведены в таблице материального
баланса (табл. 2.8.)
Таблица 2.8. Материальный баланс стадии затирания
Приход Расход
Компоненты Масса, кг Компоненты Масса, кг
Солод
Ячмень
Термамил
Вода
Итого 59460,8 Итого 59460,8
10181,0
2850,7
4,0
46425,1
Затор 59460,8
2.4.2. Стадия фильтрования
Исходные данные:
– экстрактивность солода Э
= 76 %;
сол
– экстрактивность ячменя Эя = 75 %;
– нормативная влажность солода Wc = 5,6 %;
– нормативная влажность ячменя Wя = 15 %;
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]