Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Материально-сырьевые расчеты пищевых производств. Учебное пособие
.pdf
где G
i
i
i
i
– расход кукурузной муки товарной влажности, т;
К.М
GЗ– выход затора на стадии, т;
ВЗ – общее количество воды в затор, т;
W
– влажность кукурузной муки, %;
К.М
WЗ – влажность затора, %.
Выход затора определяется по формуле
GЗ = [G
(100 – W
К.М
К.М
) + G
(100 – W
С.М
)] / (100 – WЗ) . (4.11)
С.М
Если учесть увеличение массы затора при осахаривании (прирост массы
сухих веществ при гидролизе 1,038), то формула (4.11) примет вид
G
=1,038 [G
З.Г
(100 – W
К.М
К.М
) + G
(100 – W
С.М
)] / (100 – WЗ) .
С.М
Общее количество воды, добавляемой в затор, определяется из
уравнения баланса (4.9):
ВЗ= G
З.Г
– G
К.М
– G
. (4.12)
С.М
Часть воды в затор поступает в виде острого пара, используемого для
нагрева, при разваривании и при осахаривании затора, поэтому
ВЗ= В
З И
+ G
П.Р
+ G
. (4.13)
П.О
Расход острого пара при разваривании затора определяется по формуле
t
кз
нз
..
, (4.14)
П
З.Р
=
t
GГ 04,1)
)1(
С
(
см
мк
.
где Г – гидромодуль затора в разводном чане (отношение количества воды к муке);
ССМ – теплоемкость мучной суспензии, кДж/кгК;
t
– конечная температура затора в разводном чане (98 °С);
з.к
t
– начальная температура затора в разводном чане (50 °С);
з.н
i – теплосодержание греющего острого пара, кДж/кг;
i – теплосодержание конденсата пара при температуре разваривания,
кДж/кг;
1,04 – коэффициент, учитывающий потери тепла.
Расход острого пара при осахаривании затора:
t
ко
но
..
, (4.15)
П
С
G 04,1)
з
=
З.О
(
з
t
где СЗ – теплоемкость затора, кДж/кгК;
t
– конечная температура в чане-осахаривателе (80 °С);
О.К
t
– начальная температура осахаривания в чане-осахаривателе (60 °С).
О.Н
81
Истинное количество воды, поступающей на приготовление затора:
В
З.И
= В
– П
З.
З.Р
– П
. (4.16)
З.О
4.1.4. Стадия фильтрования затора
На фильтре происходит отделение от сиропа твердых нерастворимых
частиц затора (в виде жмыха заданной влажности) и происходит потеря части
сиропа на фильтровальных салфетках. Для определения количества сиропа
G
, получаемого при фильтровании, используем балансовое уравнение по
СИР
сухому веществу
G
СВ.СИР
= G
СВ.З
– G
СВ.Ж
– G
или
G
где G
СВ.СИР
G
G
G
G
W
(100 – W
СИР
– количество сухих веществ в сиропе, т;
– количество сухих веществ в заторе, т;
СВ.З
– количество сухих веществ, уходящих со жмыхом (известно), т;
СВ.Ж
– потери сухих веществ (известны), т;
СВ.П
– количество жидкого сиропа, полученного на фильтре, т;
СИР
– влажность сиропа, %.
СИР
) = GЗ (100 – WЗ) – G
СИР
Количество жидкого сиропа рассчитывается по формуле
G
= [GЗ (100 – WЗ) – G
СИР
Количество жмыха товарной влажности (56 %) определяется по формуле
GЖ = G
100 / (100 – WЖ) , (4.19)
СВ.Ж
где WЖ – влажность жмыха, %.
(4.17)
СВ.П
СВ.Ж
– G
СВ.Ж
,] / (100 – W
СВ.П
– G
,
СВ.П
) . (4.18)
СИР
Правильность расчета следует проверить балансом по массе потоков:
G
≡ GЗ = G
З.Г
+ GЖ + G.П . (4.20)
СИР
4.1.5. Стадия выпаривания
При выпаривании происходит удаление влаги из сиропа и повышение
концентрации сухих веществ в нем. Уравнения баланса по потокам и сухому
веществу:
G
= G
СИР
G
(100 – W
СИР
где G
82
– количество густого сиропа, полученного при выпаривании, т;
Г.СИР
Г.СИР
+ В
СИР
, (4.21)
Г.СИР
). = G
(100 – W
Г.СИР
) , (4.22)
Г.СИР
В
– количество воды, удаляемой при выпаривании жидкого сиропа, т;
Г.СИР
W
– влажность густого сиропа, %.
Г.СИР
Количество густого сиропа товарной влажности:
G
Г.СИР
= G
(100 – W
СИР
) / (100 – W
СИР
) . (4.23)
Г.СИР
Количество воды, удаляемой при выпаривании жидкого сиропа,
определяется из балансового уравнения (4.21):
В
Г.СИР
= G
СИР
– G
. (4.24)
Г.СИР
4.1.6. Сгущение густого сиропа в вакуум-аппаратах до патоки
Происходит дальнейшее удаление влаги из сиропа в вакуум-выпарных
аппаратах. Уравнения баланса по потокам и сухому веществу сиропа:
G
G
= GП + ВВА , (4.25)
Г.СИР
(100 – W
Г.СИР
) = GП (100 – WП) , (4.26)
Г.СИР
где GП – количество патоки, полученной при упаривании густого сиропа, т;
ВВА– количество воды, удаляемой при упаривании густого сиропа, т;
WП – влажность патоки, %.
Количество патоки рассчитывается по формуле
GП = G
(100 – W
Г.СИР
) / (100 – WП) . (4.27)
Г.СИР
Количество выпариваемой воды определяется из баланса (4.25):
ВВА = G
– GП . (4.28)
Г.СИР
Рассчитанные величины заносят в таблицу материального баланса (табл.4.1).
Таблица 4.1. Сводная таблица материального баланса
Приход Количество, т Расход Количество, т
Ячмень GЯ Жмых GЖ
Кукурузная мука G
Вода В
С.М
Потери GП
К.М
+ ВЗ Вода В
Г.СИР
+ ВВА
Патока GП
Всего …… Всего …….
Сырьевой расчет на единицу продукции или по заданной
производительности можно вести и «с конца», то есть в обратном порядке,
используя те же формулы (наоборот), и получить в итоге нормы расхода по
кукурузе и ячменю (которые были прописаны в исходных данных).
83
Пример 4.1. Расчет на 1 тонну патоки по приведенным
характеристикам продукта и полупродуктов (в соответствии с отраслевой
инструкцией).
Количество густого сиропа определяем по формуле (4.27):
G
= GП (100 – WП) /(100 – W
Г.СИР
) = 1 (100 – 22) / (100 – 45) = 1,418 т.
Г.СИР
Количество жидкого сиропа рассчитываем по формуле (4.23):
G
СИР
=W
Г.СИР
∙(100–W
) /(100–W
Г.СИР
)= 1,418∙(100–22) /(100–84,5) = 5,032 т.
СИР
Количество жмыха 56% влажности определяем по формуле (4.19):
GЖ = G
∙100 / (100 – WЖ) = 0,4 100 / (100 – 56) = 0,909 т.
СВ.Ж
Потери сухих веществ при фильтровании – 0,07 т (исходные данные).
Количество сухих веществ осахаренного затора рассчитываем по формуле (4.17):
G
СВ.З
= G
СВ.СИР
+ G
СВ.Ж
+ G
= 0,78 + 0,4 + 0,07 = 1,25 т
СВ.П
Количество осахаренного затора определяем по формуле
GЗ = G
100 / (100 – WЗ) , (4.29)
СВ.З
GЗ = 1,25 100 / (100 – 79,2) = 6,010 т .
Общее количество воды в затор (с учетом греющего пара):
ВЗ = GЗ – G
= 6,01-1,25= 4,76 т .
СВ.З
Для определения количества кукурузной муки и солодового молока
используем балансовые уравнения по сухому веществу для затора (4.10) и
солодовой суспензии (4.6) соответственно:
G
(100 – W
К.М
GЯ (100 – WЯ) = G
К.М
) + G
С.М
(100 – W
С.М
(100 – W
) = GЗ (100 – WЗ), (4.10)
С.М
), (4.6)
С.М
а также исходное нормативное соотношение ячменя и кукурузной муки
G
/ GЯ = 1350/120 = 11,25 . (4.30)
К.М
Подставляя известные значения W
GЯ = G
(100 – 85,5) / (100 – 15) =0,17 G
С.М
и WЯ в уравнение (4.6), получим
С.М
.
С.М
Соотношение (4.30) позволяет установит связь количества кукурузной
муки и солодовой суспензии:
G
= 11,25 GЯ = 11,25 0,17 G
К.М
Подставляя GЯ и G
в уравнение (4.10), находим величину G
К.М
[1,919 (100 – 15) + (100 – 85,5)] G
= 1,919 G
С.М
= 6,01 (100 – 79,2) ,
С.М
С.М
.
С.М
:
G
=0,7037 т.
С.М
84
Далее находим численные значения величин GЯ и G
– ячмень
WЯ
= 6 % (содержание сухих веществ 94 %);
–
кукурузная мука
WК
= 15 % (содержание сухих веществ 85 %);
–
ржаной солод
W
= 10 % (содержание сухих веществ 90 %);
–
солодовая суспензия
W
= 84 % (содержание сухих веществ 16 %);
G
= 1,919 G
К.М
=1,919 0,703 = 1,350 т ,
С.М
К.М
:
GЯ = 0,17 G
= 0,17 0,678 = 0,120 т .
С.М
Эти значения соответствуют установленным на производстве нормативам.
Если учитывать увеличение массы сухих веществ при гидролизе
крахмала коэффициентом 1,038, тогда G
=0,678 т, и соответственно
С.М
получим меньшие значения по сырью:
G
= 1,919 0,678 = 1,301 т и GЯ = 0,17 0,678 = 0,116 т.
К.М
Это не учитывается в отраслевой инструкции, и, по сути, является
резервом производства, покрывающим неучтенные в данном расчете потери
на сплавки, выщелачивание и на дыхание зерна при проращивании. Также
отметим, что в расчете не учитываются потери при воздушной сепарации
зерна.
4.2. Производство концентрата квасного сусла из свежепроросшего
ржаного солода частичной ферментации и несоложеного сырья
Процесс производства концентрата квасного сусла незначительно
отличается от производства мальтозной патоки (рецептурой и параметрами
потоков) и реализуется в той же аппаратурной схеме. Структурная схема
производства концентрата квасного сусла приведена на рис. 4.2.
Последовательность выполнения материально-сырьевого расчета аналогична
материальному расчету мальтозной патоки.
Приведем рецептуру и основные характеристики потоков по стадиям
производства концентрата квасного сусла.
Нормы расхода сырья товарной влажности на 1 тонну готовой продукции:
– кукурузная мука 0,640 т;
– ячмень 0,187 т;
– ржаной солод 0,418 т.
Влажность продуктов:
85
Р.С
С..М
– затор
WЗ
= 84 % (содержание сухих веществ 16 %);
–
жидкий сироп
W
= 86 % (содержание сухих веществ 14 %);
–
жмых
WЖ
= 56 % (содержание сухих веществ 44 %);
–
густой сироп
W
= 55 % (содержание сухих веществ 45 %);
–
концентрат
WК
= 26 % (содержание сухих веществ 74 %).
«Глухой» пар
СИР
Г.СИР
В
В
ВС
С.М
Ржаной солод
Замачивание
Солодоращение
Измельчение
Приготовление
солодовой
суспензии
G
, W
Р.С
G
, W
З.С
Жмых
Р.С
З.С
G
С.М
GЖ, W
, W
С.М
Ж
Ячмень, кукуруза
Очистка от сора
GК, WК
Размол
G
, W
К.М
К.М
Приготовление затора
(мучной суспензии)
Разваривание
Осахаривание
GЗ , WЗ
Фильтрование
G
Сор
Отруби
ВЗ
ПЗ
ПО
СВ.П
Потери
G
, W
СИР
СИР
В
Г.СИР
Выпаривание
G
, W
«Глухой» пар
Г.СИР
Упаривание
Г.СИР
ВВА
(сгущение сиропа)
GК , W
К
ККС
Термообработка
Розлив
Рис. 4.2. Структурная схема производства концентрата квасного сусла из
свежепроросшего ржаного солода частичной ферментации и несоложеного сырья
86
Потери сухих веществ:
Приход
Количество
, т Расход
Количество
, т Ржаной солод
0,418
Солодовая суспензия
2,35
2,35
1
2,35
– со жмыхом 0,2 т 56 % вл. (содержание сухих веществ 44 %);
– при фильтровании 0,06 т.
4.2.1. Стадия приготовления солодовой суспензии
Расход солодовой суспензии:
G
С.С
= G
РЖ.С
(100 − W
) / (100 − W
РЖ.С.
), (4.31)
С.С
где G
W
W
– расход ржаного солода, т;
РЖ.С
– влажность ржаного солода, %;
РЖ.С
– влажность солодовой суспензии, %.
С.С
G
= 0,418 (100 − 10) / (100 − 84) = 2,351 т.
С.С
Расход воды для приготовления солодовой суспензии определяется из
уравнения баланса:
В
= G
С.С
В
= 2,351 −0,418 = 1,933 т.
С.С
С.С
– G
, (4.32)
РЖ.С
Таблица 4.2. Материальный баланс стадии приготовления солодовой суспензии
Вода
Всего:
1,933
Всего:
4.2.2. Стадия приготовления затора
Выход заторной массы:
где G
W
GЗ =[G
– расход кукурузной муки, т;
К.М
– влажность кукурузной муки, %;
К.М
(100 – W
К.М
GЯ – расход ячменя, т;
WЯ – влажность ячменя, %;
G
– расход солодовой суспензии, т;
С.С
W
– влажность солодовой суспензии, %;
С.С
WЗ – влажность затора, %.
)+GЯ(100 – WЯ)+G
К.М
(100 – W
С.С
)] /(100 – WЗ), (4.33)
С.С
87
GЗ = [0,640∙(100−15) + 2,35∙(100−84) + 0,187∙(100−6)] /(100−84) =6,85 т.
Приход
Количество
, т Расход
Количество
, т Кукурузная мука
0,640
Затор
6,85
6,85
0
6,85
Общее количество воды, добавляемой в затор:
ВЗ = GЗ – G
– GЯ – G
К.М
, (4.34)
С.С
ВЗ = 6,850 – 0,640 – 0,187 – 2,351 = 3,672 т.
Таблица 4.3. Материальный баланс стадии приготовления затора
Ячмень
Солодовая суспензия
Вода
Всего:
0,187
2,351
3,672
Всего:
Часть воды в затор поступает в виде острого пара, используемого для
нагрева, при разваривании и при осахаривании затора, поэтому
ВЗ = В
З И
+ G
П.Р
+ G
П.О
.
Величины ВЗИ, G
П.Р
и G
рассчитываем по формулам (4.14), (4.15), (4.16).
П.О
4.2.3. Стадия фильтрации затора
Количество сухих веществ сиропа, получаемого при фильтрации затора,
определяем по формуле (4.17):
где G
G
G
G
СВ.СИР
СВ.З
П.СВ.Ж
П.СВ.Ф
= G
СВ.З
– G
П.СВ.Ж
– G
П.СВ.Ф
,
– количество сухих веществ в заторе, т;
–потери сухих веществ со жмыхом, т;
– потери сухих веществ при фильтрации, т.
Количество сухих веществ в заторе:
G
= GЗ ∙ (100 – WЗ) / 100, (4.35)
СВ.З
где WЗ – влажность жидкого сиропа, %.
G
= 6,85 ∙ (100 – 84) / 100 = 1,096 т,
СВ.З
88
G
СВ.СИР
= 1,096 – 0,2 – 0,06 = 0,836 т.
Количество жидкого сиропа определяем по формуле (4.18):
Приход
Количество
, т
Расход
Количество
, т Затор
6,850
Жидкий сироп
5,971
6,850
6,85
0
где W
G
Ж.СИР
G
Ж.СИР
= G
СВ.СИР
∙ 100 / (100 – W
– влажность жидкого сиропа, %.
= 0,836 ∙ 100 / (100 – 86) = 5,971 т.
Ж.СИР
Ж.СИР
) ,
Количество жмыха влажности 56 % определяем по формуле (4.19):
GЖ = G
П.СВ.Ж
∙ 100 / (100 – WЖ) ,
где Wж – влажность жмыха, %.
GЖ = 0,2 ∙ 100 / (100 – 56) = 0,454 т.
Безвозвратные потери с сиропом:
ПС = G
П.СВ.Ф
∙ 100 / (100 – Wс) , (4.36)
ПС = 0,06 ∙ 100 / (100 – 86) = 0,428 т.
Таблица 4.4. Материальный баланс стадии фильтрации затора
Всего:
где G
W
W
Потери жмыха
Потери при фильтровании
с сиропом
0,454
0,428
Всего:
4.2.4. Стадия выпаривания жидких сиропов
Количество густого сиропа рассчитываем по формуле (4.23):
G
Ж.СИР
Ж.СИР
Г.СИР
G
Г.СИР
= G
∙ (100 – W
Ж.СИР
) / (100 – W
Ж.СИР
– количество жидкого сиропа, т;
– влажность жидкого сиропа, т;
– влажность густого сиропа, %.
= 5,971 (100 – 86) / (100 – 55) = 1,858 т.
Г.СИР
Г.СИР
) ,
Количество воды, удаляемой при выпаривании жидкого сиропа (4.24):
89
В
Г.СИР
В
Г.СИР
= G
Ж.СИР
– G
Г.СИР
,
= 5,971 – 1,858 = 4,113 т.
Таблица 4.5. Материальный баланс стадии выпаривания
Приход
Количество
, т Расход
Количество
, т Жидкий сироп
5,971
Густой сироп
1,858
5,971
5,971
Приход
Количество
, т Расход
Количество
, т Густой сироп
1,858
Концентрат
1,130
1,858
1,858
Приход
Количество
, т Расход
Количеств
о, т Концентрат
1,130
Квасное сусло
1,099
1,130
1,
130
Выпаренная вода
Всего:
Всего:
4.2.5. Стадия сгущения сиропа в вакуум-аппаратах
Количество концентрата, содержащего 74 % сухих веществ:
GК = G
∙ (100 – W
Г.СИР
) / (100 – WК) , (4.37)
Г.СИР
GК = 1,858 ∙ (100 – 55) / (100 – 26) = 1,13 т.
Количество воды, выпариваемой в вакуум-аппаратах:
В
В.А
= G
– GК = 1,858 – 1,130 = 0,728 т. (4.38)
Г.СИР
Таблица 4.6. Материальный баланс стадии сгущении
Выпаренная вода
4,113
0,728
Всего:
Всего:
4.2.6. Стадия термообработки ККС
Количество концентрата квасного сусла, выходящего из конвертора:
G
= GК ∙ (100 – W
ККС
G
= 1,130 ∙ (100 – 28) / (100 – 26) = 1,099 т.
ККС
) / (100 – WК) , (4.39)
Г.С
Количество воды, выпариваемой в конверторе:
ВК = GК – G
= 1,130 – 1,099 = 0,031 т. (4.40)
ККС
Таблица 4.7. Материальный баланс стадии термообработки
Выпаренная вода
Всего:
Всего:
0,031
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]