Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Материально-сырьевые расчеты пищевых производств. Учебное пособие
.pdf
GGG кг, (3.46)
100
100
Наименование компонентов
%
кг ржи/100 дал
кг солода/100 дал
Сбраживаемые вещества
52,0
1449,1
112,07
Несбраживаемые вещества
33,5
933,5
84,49
Всего сухих веществ
85,5
2382,6
196,56
Вода
14,5
404,1
33,34
100
2786,73
229,9
....
сзкркрржкр
1,14491,942,1543
из которого получат следующее количество спирта:
В
сп
GV
впркрсп
.
..
8,64
1,1449
дал
9,93
. (3.47)
За счет разваривания крахмала солода получают 6,1 дал спирта.
Расход ржи на разваривание для получения 93,9 дал спирта составит
Gрж = Gкр 100 / Кррж , (3.48)
где Кррж – крахмалистость ржи, Кррж = 52 %.
Gрж = 1449,1 100 / 52 = 2786,73 кг.
Состав ржи и солода представлен в табл. 3.3.
Таблица 3.3. Состав ржи и солода
Итого:
3.2.1. Приготовление замеса
Расход теплой воды на приготовление замеса в смесителе при
соотношении зерно/вода, равном 1:2,6, составит
кгГGG
4,72456,27,2786
ржводы
, (3.49)
где Ã= 2,6 – гидромодуль замеса.
Общее количество замеса:
кгGGG
водыржизам
1,100324,72457,2786
Содержание сухих веществ в замесе:
G
св
св
G
зам
1006,2382100
1,10032
%7,23
. (3.51)
. (3.50)
71
Теплоемкость замеса:
04,1
)/(56,3763,02,4237,05,1763,0237,0 КкгкДжccc
всвзам
, (3.52)
где ссв = 1,5 – теплоемкость сухих веществ замеса, кДж/кг∙К;
св = 4,2 – теплоемкость воды, кДж/кг∙К;
0,237 и 0,763 – доли сухих веществ и воды в замесе соответственно.
3.2.2. Разваривание замеса
Расход вторичного пара с давлением 0,04 МПа на нагревание замеса
составит
G
пвт
.
замзам
ttcG
12
ii
12
04,1)4560(56,31,10032)(
кг
8,249
, (3.53)
2,4579,2687
где t2 – температура замеса в подогревателе, t2 = 60 ºС;
t1 – начальная температура замеса, t1 = 45 ºС;
i – теплосодержание пара при давлении 0,04 МПа, 2i = 2687,9 кДж/кг;
2
i – теплосодержание конденсата пара при давлении 0,04 МПа, 1i = 457,2
1
кДж/кг;
– коэффициент потерь.
Количество массы, выходящей из подогревателя:
кгGGG
0,102828,2492,10032
пвтзампод
.
. (3.54)
Расход острого пара с давлением 0,6 МПа на нагревание замеса в
контактной головке:
G
по
.
зампод
ttСG
12
ii
12
04,1)60140(56,30,10282)(
2,5688,2762
, (3.55)
кг
7,1387
где t2 – температура разваривания, t2 = 140 ºС;
t1 – температура замеса, t1 = 60 ºС;
i – теплосодержание пара при давлении 0,6 МПа, 2i = 2762,8 кДж/кг;
2
i – теплосодержание конденсата пара при давлении 0,6 МПа, 1i = 568,2
1
кДж/кг.
Количество массы, выходящей из варочной колонны:
кгGGG
7,116697,13870,10282
поподколв
..
72
. (3.56)
3.2.3. Сепарация пара
Количество вторичного пара, выделяющегося при сепарации пара:
G
свп
.
замколв
ttcG
12.
ii
12
2,4579,2687
04,1)74,108140(56,37,11669)(
, (3.57)
кг
5,605
где t1 – температура вторичного пара при давлении 0,04 МПа, t1 = 108,74 ºС.
Количество разваренной массы после сепарации:
кгGGG
2,110645,6057,11669
свпколвсеп
..
. (3.58)
3.2.4. Вакуум-охлаждение разваренной массы
Разваренная масса после сепарации поступает в вакуум-испарительную
камеру. Количество вторичного пара, образующегося в испарительной камере
при перепаде температуры с 108,74 до 60 ºС:
G
зам
ttcG
12
tci
12
6056,38,2354
иквп
.
замсеп
)6074,108(56,32,11064)(
, (3.59)
кг
6,896
где t2 – начальная температура разваренной массы, t2 = 108,74 ºС;
t1 – конечная температура разваренной массы в испарителе, t1 = 60 ºС;
i – теплота парообразования при 60 ºС, 2i = 2354,8 кДж/кг.
2
Объем выделившегося пара в испарительной камере:
3
..
иквпиквп
3,757645,86,896 мGV
, (3.60)
где γ – объем 1 кг вторичного пара при температуре 60 ºС, γ = 8,45 м3/кг.
Расход воды на барометрический конденсатор:
tciG
)(
виквп
G
бкв
.
в
22.
ttc
)(
12
где количество пара, поступающего в конденсатор
i – теплосодержание пара при 60 ºС, 2i = 2615 кДж/кг;
2
)452,42615(6,896
, (3.61)
кг
7,20715
)2045(2,4
896,6кг;
иквпG.
св – удельная теплоемкость воды, св = 4,2 кДж/кг∙К;
t2 – температура уходящей из конденсатора воды, t2 = 45 °С;
t1 – температура поступающей в конденсатор воды, t1 = 20 °С.
Количество массы, выходящей из испарительной камеры в
осахариватель:
G
= G
и.к
73
сеп
– G
= 11064,2 – 896,6 = 10167,6 кг. (3.62)
вп.ик
3.2.5. Осахаривание сусла
Солода из 229,9 кг солодового зерна будет получено
солзссол
(241,3 кг ячменного и 80,5 кг просяного),
где
К – коэффициент солодоращения,
сол
Солодовое молоко готовят при соотношении смеси солода и воды 1:4:
кгКGG
8,3214,19,229
(3.63)
К = 1,4.
сол
.
солмолсол
1609)41(8,321)41(
кгGG
. (3.64)
Доля солодового молока по отношению к разваренной массе составит
G
100
..
молсолмолсол
G
1609
.
осмас
100
%8,15
. (3.65)
6,10167
Всего в осахариватель поступит разваренной массы и солодового молока
кгGGG
6,1177616096,10167
молсолкиос
..
. (3.66)
3.2.6. Охлаждение сусла до температуры складки
На дрожжевое сусло отбирают 10,0% от массы сусла из осахаривателя.
В осахаривателе останется
кгGGG
9,105981,06,117766,117761,0
.
ососкос
. (3.67)
После осахаривания сусло охлаждают холодной водой до температуры
складки 22 ºС. Расход холодной воды на теплообменник составит
ttСG
G
, (3.68)
хв
где
t – начальная температура массы, 1t = 58 °С;
1
t – температура охлажденной массы, 2t = 22 °С;
2
t
– конечная температура воды в теплообменнике,
2
t
– начальная температура охлаждающей воды,
1
замкoс
в
)(
21.
ttC
)(
12
)2258(56,39,10598
кг
2,21561
)1025(2,4
t
= 25 °С;
2
t
= 10 °С.
1
3.2.7. Сбраживание сусла
В бродильное отделение поступает охлажденного до температуры
складки сусла 10598,9 кг. Масса зрелых дрожжей, поступающих в бродильное
отделение, равна отъему сусла и составляет 10 % от общего количества
осахаренного сусла:
74
кгGG
100
100
100
100
100
100
7,11771,06,117761,0
.
осдрзр
. (3.69)
Всего в бродильное отделение поступит продуктов:
где
где
G
кос
GGG
дрзркосбр
..
бр
k
– количество промывных вод с осахаривателя, %,
сус
k
– количество промывных вод с дрожжеращения, %,
др
.
7,11779,10598
G
дрзр
.
k
сус
k
(3.70)
др
5,09,10598
5,27,1177
,
кгG
0,11859
k
сус
k
др
Теоретический выход диоксида углерода (углекислого газа):
спCOспCO
/
22
– масса 100 дал безводного спирта,
сп
– выход СО2 по отношению к безводному спирту,
спСОY/
2
100/8,753955,03,789
сп
, (3.71)
= 789,3 кг;
далкгYY
кг/кг.
Выход зрелой бражки:
= 0,5;
= 2,5.
2
= 0,955
спСОY/
кгYGY
СОoбрбрзр
..
2
2,111058,7530,11859
. (3.72)
С учетом поступления водно-спиртовой жидкости со спиртоловушки
масса зрелой бражки составит
где
Y
брзр
YG
брзрбрзр
..
– количество водно-спиртовой жидкости, % к объему бражки,
âñæ
.
всж
2,11105
5,22,11105
кг
8,11382
, (3.73)
âñæ
Объем зрелой бражки при ее плотности 1,0126 г/см³:
V
Y
брзр
.
брзр
.
брзр
.
8,11382
л
2,11241
. (3.74)
0126,1
Потери спирта с бардой составляют 0,015% по выходу. С учетом
потерь в бражке содержится 100,015 дал спирта, что по массе составит
кгVM
4,7898927,7015,100
, (3.75)
где
спспсп
– плотность спирта, кг/дал.
сп
= 2,5.
Содержание спирта в зрелой бражке:
V
.
брсп
сп
V
.
брзр
75
100015,1001010010
2,11241
.%8,8
об
(3.76)
Всего бражки поступит в брагоректификационное отделение с учетом
100
100
разбавления ее водой при заполаскивании освобождающихся чанов:
VV
брзрБРУбр
..
где k
– количество промывных вод при заполаскивании чанов, % к
пр.вод
объему бражки, k
V
пр.вод
брзр
.
= 0,5.
2,11241
водпр
.
5,02,11241
л
4,11297
, (3.77)
Материальный баланс продуктов спиртового производства в табл. 3.4
Таблица 3.4. Сводная таблица продуктов спиртового производства
Наименование продукта Количество продуктов
(полупродуктов), кг на 100 дал
1 2 3
Рожь на разваривание (сырье) 2786,7
Солодовое зерно на осахаривание 229,9
Поступает Выходит
Приготовление замеса в смесителе
а) ржи 2786,7
б) теплой воды 7245,4
Всего замеса 10032,1
Разваривание. Подогрев замеса в подогревателе
а) замеса 10032,1
б) вторичного пара 249,8
Количество выходящей разваренной массы 10282,0
Разваривание. Подогрев замеса в варочной колонне
а) разваренной массы 10282,0
б) острого пара 1387,7
Количество выходящей разваренной массы 11669,7
Сепарация пара
а) поступает на сепарацию разваренной массы 11669,7
б) выделяется вторичного пара 605,5
Вакуум-охлаждение разваренной массы
а) поступает разваренной массы из
11064,2
паросепаратора в испаритель
б) количество выделившегося вторичного пара 896,6
76
Окончание табл. 3.4
1 2 3 Расход холодной воды на барометрический
20715,7
а) количество массы в
осахаривателе
10167,6
б) количество солодового молока
1609
Всего в осахаривателе:
11776,6
а) отбирают сусло на приготовление дрожжей
1177,7
б) масса охлаждаемого сусла
10598,9
Расход холодной воды на теплообменник
21561,2
Сусло и дрожжи, поступающие в бродильный
11859
Зрелая бражка (с учетом водно
-
спиртовой
11382,8
Выход диоксида углерода (теоретический)
753,8
конденсатор
Охлаждение осахаренного сусла
Сбраживание сусла
чан (с учетом промывных вод)
Осахаривание
жидкости)
Всего бражки поступит в
брагоректификационное отделение
11297,4
(с учетом разбавления ее водой при
заполаскивании освобождающихся чанов)
4. Материально-сырьевые расчеты крахмалопаточных производств
4.1. Материально-сырьевые расчеты производства мальтозной патоки
Патока – смесь мальтозы (75–80 %) и декстринов (20–25 %). Массовая
доля редуцирующих веществ в пересчете на мальтозу – 65 %. На рис. 4.1
приведена структурная схема производства мальтозной патоки.
Расчет выполняется по производственным нормативам и заданным
характеристикам сырья, полуфабрикатов и готовой продукции по стадиям
технологического процесса и регламентированным нормам потерь
производства. Расчет выполняется на единицу продукции (1 т).
77
(мучной суспензии)
(сгущение сиропа)
«Глухой» пар
Ячмень, кукуруза
ВС
В
С.М
Замачивание
Солодоращение
Измельчение
Приготовление
солодовой
суспензии
G
, W
З.С
Жмых
З.С
GЯ, W
G
С.М
GЖ, W
, W
Я
С.М
Ж
Очистка от сора
GК, WК
Размол
G
, W
К.М
К.М
Приготовление затора
Разваривание
Осахаривание
GЗ , WЗ
Фильтрование
G
, W
СИР
СИР
Выпаривание
G
В
В
З.И
П
З.Р
П
З.О
СВ.П
Г.СИР
Сор
Отруби
ВЗ
Потери
«Глухой» пар
G
Упаривание
Патока
Г.СИР
GП , W
, W
Г.СИР
ВВА
П
Охлаждение Розлив
Рис. 4.1. Структурная схема производства мальтозной патоки
Исходные данные действующего производства:
1. Нормы расхода сырья на производство 1 т мальтозной патоки:
– кукуруза в зерне на муку GК = 1350 кг;
– ячмень в зерне на солод GЯ = 120 кг.
2. Влажность продуктов:
– ячмень WЯ = 15 %;
– кукуруза WК = 15 %;
– зеленый солод W
78
= 45 %;
З.С
– солодовая суспензия W
= 85,5 %;
С.М
– затор на конец гидролиза WЗ = 79,2 %;
– жидкий сироп W
= 84,5 %;
СИР
– жмых WЖ = 56 %;
– густой сироп W
Г.СИР
= 45 %;
– патока WП = 22 %.
3. Потери сухих веществ:
– при фильтровании G
– со жмыхом G
= 0,07 т ;
СВ.П
= 0,4 т.
СВ.Ж
4. Содержание крахмала в кукурузной муке – 70 %.
5. Состав патоки (в % по сухой массе):
– сухие вещества – 78,4 %;
– зольные вещества – 0,4 %;
– азотистые вещества – 0,18 %.
Нормы расхода сухих веществ сырья на производство 1 т мальтозной
патоки товарной влажности (22 %):
– кукуруза в зерне на муку – 1,1475 т;
– ячмень в зерне на солод – 0,102 т.
Рассмотрим балансы стадий согласно схеме технологического процесса.
4.1.1. Стадия выращивания солода
На нее поступает солод товарной влажности 15 % и вода, выходит
зеленый солод влажности 45 %. Неизвестны количество воды на стадию ВС и
выход зеленого солода G
. Для их нахождения используем материальные
З.С
балансы по потокам и по сухому веществу:
GЯ + ВС = G
GЯ (100 – WЯ) = G
, (4.1)
З.С
(100 – W
З.С
) , (4.2)
З.С
где GЯ – расход ячменя товарной влажности, т;
G
– расход (выход) зеленого солода товарной влажности, т;
З.С
ВС – расход воды на стадию выращивания солода, т;
WЯ – влажность товарного ячменя, %;
W
79
– влажность зеленого солода, %.
З.С
Выход зеленого солода определяется по формуле
G
= GЯ (100 – WЯ) / (100 – W
З.С
Расход воды, добавляемой к ячменю при солодоращении, находим из
уравнения баланса (4.1):
) . (4.3)
З.С
ВС = G
– GЯ . (4.4)
З.С
4.1.2. Стадия приготовления солодового молочка (солодовой суспензии)
Приходит дробленый зеленый солод и вода, выходит – солодовое
молочко. Для расчета неизвестных величин G
баланса по потокам и по сухому веществу:
G
где G
В
W
+ В
З.С
G
(100 – W
З.С
– расход (выход) солодового молочка, т;
С.М
– расход воды для приготовления солодовой суспензии, т;
С.М
– влажность солодовой суспензии, %.
С.М
С.М
= G
, (4.5)
С.М
З.С
) = G
(100 – W
С.М
) , (4.6)
С.М
Расход солодовой суспензии определяется по формуле
G
С.М
= G
(100 – W
З.С
) / (100 – W
З.С
) . (4.7)
С.М
Расход воды для приготовления солодовой суспензии определяется из
С.М
и В
используем уравнения
С.М
уравнения баланса (4.5):
В
С.М
= G
С.М
– G
. (4.8)
З.С
Размол зерна кукурузы не ведет к изменению массы и влажности
крахмалистого сырья. Отделение отрубей не является обязательной
операцией технологического процесса, поскольку уменьшает выход целевого
продукта.
4.1.3. Стадия приготовления затора
Осуществляется в разводном и осахаривающем чанах. Поступающие
потоки: кукурузная мука товарной влажности (15 %), солодовая суспензия и
вода. Неизвестные величины - выход затора и количество добавляемой воды.
Общие балансы по стадии:
G
G
К.М
К.М
+ G
(100 – W
+ ВЗ= GЗ , (4.9)
С.М
К.М
) + G
(100 – W
С.М
) = GЗ (100 – WЗ) , (4.10)
С.М
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]