Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Материально-сырьевые расчеты пищевых производств. Учебное пособие
.pdf
– нормативная влажность дробины Wc = 80 %;
– норма потерь экстракта в дробине
– норма расхода воды (в % от готового сусла)
Количество сухих веществ в солоде:
. ссолссв
где
W – влажность солода, %.
C
Количество сухих веществ в ячмене:
. яяясв
где
W – влажность ячменя, %.
я
Общее количество сухих веществ:
Количество экстрактивных веществ в солоде:
.. солссвсэв
П = 1 %;
э
= 55 %.
n
пр.в
100/)100(
WGG
WGG
GGG
, (2.66)
ясвссвсв
..
100/
ЭGG
, (2.64)
100/)100(
, (2.65)
, (2.67)
где
Э – экстрактивность солода, %.
сол
Количество экстрактивных веществ в ячмене:
100/
ЭGG
.. яясвяэв
где
Э – экстрактивность ячменя, %.
я
, (2.68)
Общее количество экстрактивных веществ:
GGG
. (2.69)
яэвсэвоэв
...
Потери экстрактивных веществ в дробине:
G
= Gз · Пэв /100 , (2.70)
п.эв
где Gз общее количество зернопродуктов, кг;
Пэв норма потерь экстрактивных веществ в дробине, %.
Количество экстрактивных веществ, переходящих в сусло:
G
эв.сус
= G
эв.о
G
. (2.71)
п.эв
Количество сухих веществ, оставшихся в дробине:
G
= Gсв G
св.др
. (2.72)
эв.сус
Количество дробины:
51
Gдр = G
· 100 / (100 – Wдр) ,
св.др
(2.73)
где Wдр влажность дробины, %.
Количество воды, подаваемой на промывание дробины:
Впр = G
сус
·
сус
· n
/ 100 ,
в.пр
(2.74)
где n
норма расхода воды на промывание, %.
в.пр
Количество неохмеленного сусла:
G
где G
= G
н.сус
количество затора, подаваемого на фильтрование, кг/цикл.
зат
+ Впр Gдр , (2.75)
зат
Значения рассчитанных величин приведены в табл. 2.9.
Таблица 2.9. Материальный баланс стадии фильтрования
Приход Расход
Компоненты Масса, кг Компоненты Масса, кг
Затор
Вода
Итого 104257,0 Итого 104257,0
59460,8
44796,2
Сусло неохмеленное
Дробина
89043,5
15213,5
где n
2.4.3. Стадия кипячения сусла с хмелем
Исходные данные:
– норма расхода сахара в % (весовых) от готового сусла, n
Нормы расхода хмелепродуктов:
– хмелевый экстракт n
– гранулированный хмель n
– ароматический хмель n
= 0,54 г/дал;
х.э
= 2,839 г/дал;
г.х
= 3,381 г/дал.
ар.х
Количество вносимого хмелевого экстракта:
nGG
, (2.76)
эхсусэх
..
– норма расхода хмелевого экстракта, г/дал.
х.э
Количество вносимого гранулированного хмеля:
nGG
, (2.77)
хгсусхг
..
= 0,3 %;
сах
52
где
Приход
Расход
Компоненты
Масса, кг
Компоненты
Масса, кг
Сусло
89043,5
Сусло охмеленное
82030,8
Итого
89340,5
Итого
89340,5
– норма расхода гранулированного хмеля, г/дал.
хгn.
Количество вносимого ароматического хмеля:
nGG
, (2.78)
харсусхар
..
где
– норма расхода ароматического хмеля, г/дал.
харn.
Общее количество хмелепродуктов, вносимых в сусло:
GGGG
. (2.79)
Количество вносимого сахара:
nGG
где
n – норма расхода сахара, %.
сах
Количество складки сусла в аппарате:
G . (2.81)
.сус.скл
Концентрация сухих веществ в сусле до кипячения, % по массе:
GЭC , (2.82)
...
суснcууэвнСВ
где
– количество экстрактивных веществ, переходящих в сусло, кг/цикл.
сусэвЭ.
харгххэх
.
100/
сахсуссуссах
, (2.80)
GGG
саххсусн
100/
Количество выпариваемой воды:
)/1(
ССGB , (2.83)
... кСВнСВсклсуспар
где
– концентрация сухих веществ в сусле после кипячения (она же
кСВС.
норма экстрагируемых веществ), %.
Количество охмелённого сусла:
ВG ..G
. (2.84)
парсклсуссусохм
Значения рассчитанных величин приведены в табл. 2.10.
Таблица 2.10. Материальный баланс стадии кипячения
Хмель
Сахар
52,7
244,3
Выпаренная вода
7309,7
53
2.4.4. Стадии осветления и охлаждения сусла
Приход
Расход
Компоненты
Масса, кг
Компоненты
Масса, кг
Солод
10181,0
Сусло осветленное
77084,3
104554,0
104554,0
Отделение белковых взвесей, образующихся при кипячении сусла,
происходит в аппарате гидроциклонного типа (вирпуле) или в сепараторе,
охлаждение – в пластинчатом теплообменнике.
Исходные данные – норма потерь по жидкой фазе
П = 6,03 %.
ж
Потери по жидкой фазе:
100/G
ПG , (2.85)
. жсусохмпж
Количество осветлённого сусла:
GGG
. (2.86)
..
пжсусохсусос
Значения рассчитанных величин приведены в табл. 2.11.
Таблица 2.11. Материальный баланс стадии осветления и охлаждения сусла
Приход Расход
Компоненты Масса, кг Компоненты Масса, кг
Сусло 82030,8 Сусло осветленное
Потери
Итого 82030,8 Итого 82030,8
77084,3
4946,5
По результатам проведенных расчетов составляют сводную таблицу
материального баланса производства пивного сусла.
Таблица 2.12. Сводный материальный баланс производства пивного сусла
Ячмень
Термамил
Вода на затирание
Вода на промывание
Хмель
Сахар
Итого
2850,7
4
46425,1
44796,2
52,7
244,3
Дробина
Выпаренная вода
Потери
Итого
15213,5
7309,7
4946,5
54
2.5. Расчет производства пива и выращивания дрожжей
Разведение дрожжей
Хранение дрожжей
G
ДР.И
G
ДР
, W
ДР
СО2
Сусло
G
, ЭС
СУС
Брожение
Созревание
G
З.П
Фильтрование
G
Г.П
Карбонизация пива
G
П.Р
Пастеризация пива
СО2
Потери
Потери
На розлив
Рис. 2.4. Структурная схема производства пива и выращивания дрожжей
2.5.1. Брожение
Исходные данные:
– производительность по суслу G
сус
.
Нормы расхода сырья в % (весовых) от охмеленного/охлажденного сусла:
– дрожжи nдр = 0,5 %;
– молочная сыворотка n
Норма выхода углекислого газа при сбраживании
= 0,05 %;
м.с
n
ÑO
2
= 2%.
Количество дрожжей, подаваемых на брожение:
100/G
nG
где G
– производительность по суслу, дал/цикл;
сус
дрсуссусдр
, (2.87)
– плотность сусла при 20 °C,
сус
= 1,0442 кг/л;
ñóñ
nдр – норма расхода дрожжей.
55
Количество молочной сыворотки, подаваемой на брожение:
100/G
nG
.. смсуссуссм
, (2.88)
где n
– норма расхода молочной сыворотки, %.
м.с
Количество углекислого газа, выделившегося при брожении:
GnG
. (2.89)
сусСОСО
22
Количество зеленого (молодого) пива, получаемого при брожении:
GGG
GG . (2.90)
.. СОcмдрсуспз
2
2.5.2. Дображивание и осветление (фильтрование) пива
Исходные данные:
– норма потерь в % к количеству молодого пива,
– норма избыточных дрожжей, % от объема сусла,
П = 2,6 %;
ДФ
= 0,8 %.
идрn.
Потери по жидкой фазе:
100/G
ПG , (2.91)
. ДФПЗП
где
П – норма потерь по жидкой фазе на дображивании и фильтровании, %.
ДФ
Количество избыточных дрожжей (входит в потери по жидкой фазе):
100/G
nG
где
– норма выхода избыточных дрожжей, % от объема сусла;
идрn.
.. идрдрсусидр
, (2.92)
др – плотность дрожжей влажностью 88 %, кг/л.
Количество готового пива:
GGG
. (2.93)
ППЗПГ
..
2.5.3. Карбонизация
Карбонизация – процесс насыщение пива углекислым газом.
Исходные данные:
– норма расхода углекислого газа, в % (весовых) от готового пива,
n = 0,74 %.
СО
2
56
Количество растворенного углекислого газа:
Приход
Расход
Компоненты
Масса, кг
Компоненты
Масса, кг
Брожение
Сусло
77084,3
Зеленое пиво
75966,6
77508,3
77508,3
Дображивание и осветление пива
Зеленое пиво
75966,6
Готовое пиво
73991,5
75966,6
75966,6
Карбонизация пива
Пиво
73991,5
Пиво на розлив
74539,0
74539,0
74539,0
Розлив
Пиво на розлив
74539,0
Розлитое в бутылки
73048,2
74539,0
74539,0
G . (2.94)
. СОПГСО
100/nG
22
Количество пива на розлив:
GGG . (2.95)
.. СОПГРП
2
2.5.4. Розлив
Количество пива, розлитого в бутылки:
100/)100(G
.. РРПБП
ПG , (2.96)
где Пр – норма потерь пива при розливе в бутылки, (Пр = 2 %).
Результаты вычислений по формулам (2.87) – (2.96) приведены в
таблице материального баланса отделения производства пива (табл. 2.13)
Таблица 2.13. Материальный баланс участка производства пива
Дрожжи
Молочная кислота
Итого
Итого
Углекислый газ
Итого
Итого
385,4
38,5
547,5
Углекислый газ
Итого
Потери (в т.ч. дрожжи)
Итого
Итого
Потери
Итого
1541,7
1975,1
1490,8
57
3. Материально-сырьевой расчет спиртового производства
Г
люкоамилаза
Дрожжи
воды
А
льфа
-
амилаза
А
льфа
-
амилаза
ПШ
ЗАМ
Отличительной особенностью расчетов спиртового производства
является совмещение материального и теплового расчетов, поскольку
используется острый пар для подогрева замеса и при брагоректификации.
Полная схема процесса производства спирта весьма протяженна, и
значительная часть ее объектов (стадии подготовки сырья, цех
брагоректификации) не входят в тематику проектов специальности 240901,
поэтому ограничимся структурной схемой отделений разваривания и
брожения на примере низкотемпературного (ферментационного) разваривания
крахмалистого сырья.
Дрожжегенерация
Промывные
D1
D2
G
11%
Измельченное зерно
G
Приготовление замеса
Разваривание, 1-я ступень
G
Разваривание, 2-я ступень
Охлаждение замеса
Осахаривание
GЗ , WЗ
С.Др
Охлаждение сусла
89%
G
Брожение
G
ГДФО1
G
ОсК
ГДФО2
В
DВТ
СО
ЗАМ
2
58
G
Зр.Бр
Спиртоловушка
Брагоректификация
Рис. 3.1. Схема отделения низкотемпературного разваривания и брожения
Схема включает следующие стадии: приготовление замеса, водно-
4
тепловая и ферментативная обработка 1-й ступени, водно-тепловая и
ферментативная обработка 2-й ступени, вакуум-охлаждение разваренной
массы, осахаривание сусла, охлаждение сусла до температуры складки,
сбраживание сусла.
Выход спирта из 1 т условного крахмала-сырья. Выходом спирта
считают его количество, получаемое из весовой единицы крахмала,
содержащегося в сырье. Теоретический выход от глюкозы определяют по
реакции спиртового брожения:
С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2 .
м.в. = 180,15 92,134 88,016
Из 100 кг сброженных гексоз должно получиться 51,143 кг спирта и
48,857 кг углекислого газа. В объемном выражении это 64,798 л спирта,
плотность которого при 20 ºС
20
d = 0,7893 кг/дм
3
. Из 1 т гексоз может быть
получено 64,798 дал безводного спирта. В пересчете на крахмал выход спирта
выше в связи с увеличением молекулярного веса при гидролизе крахмала:
(С6Н10О5) n + (n-1) Н2О = n С6Н12О6
м.в. = 162,135 180,15
Коэффициент увеличения выхода равен 1,111; с его учетом выход
спирта из 1 т полисахаридов (крахмала, инулина и др.) составит 71,991 дал.
Теоретический выход диоксида углерода по отношению к спирту составит
100016,88
Y
/
СПCO
2
134,92
%53,95
.
Фактический выход спирта меньше теоретического, так как часть
сбраживаемых углеводов и образующегося при брожении спирта теряется.
Фактический выход спирта из тонны крахмала составляет в зависимости от
вида перерабатываемого сырья 62–66 дал и называется практическим
выходом спирта.
3.1. Расчет продуктов производства спирта при
низкотемпературном разваривании крахмалистого сырья
Производственные нормативы:
1) Сырье, используемое для производства спирта, в качестве примера –
пшеница, крахмалистостью 52 %; влажностью 14,5 %;
59
2) Дисперсность помола: проход через сито с диаметром отверстий 1 мм –
не менее 70–80 %.
3) Осахаривающий материал: смесь ферментных препаратов
микробного и грибного происхождения глубинного культивирования (альфаамилаза и глюкоамилаза).
4) Норма расхода ферментных препаратов: альфа-амилаза – на
разжижение: 2,0 единицы активности на 1 г крахмала сырья; на осахаривание:
0,5 единиц АС; глюкоамилаза – 6 единиц активности на 1 г крахмала сырья.
5) Выход спирта из 1 т крахмала пшеницы методом холодного
разваривания зависит от крупности помола, технологии разваривания и
способа брожения, обычно превышает 66 дал/т крахмала (примем в примере
66,4 дал/т).
Расчет производится на 100 дал спирта.
Расход крахмала для получения 100 дал спирта:
где Y
Gкр = Gсп/Y
– выход спирта из 1т условного крахмала пшеницы, Y
сп/кр
, (3.1)
сп/кр
= 66,4 дал.
сп/кр
Gкр = 100/66,4 = 1,50607 т , или 1506,07 кг.
Таблица 3.1. Состав пшеницы
Наименование компонентов % кг/100 дал
Сбраживаемые вещества
Несбраживаемые вещества
52,0
33,5
1506,07
970,26
Всего сухих веществ 85,5 2476,33
Вода 14,5 419,96
Итого: 100 2896,29
Расход пшеницы на разваривание для получения 100 дал спирта:
Gпш = Gкр100/ Крпш , (3.2)
где Крпш – крахмалистость пшеницы, Крпш = 52 %.
Gпш = 1506,07100/52 = 2896,29 кг.
3.1.1. Расчет продуктов на приготовление замеса
Расход теплой воды на приготовление замеса в смесителе при
соотношении зерно/вода, равном 1:3,36, составляет
В
зам
= G
Г, (3.3)
пш
где Г – гидромодуль замеса.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]