Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологическое проектирование производства пива. Учебное пособие
.pdf
211
Расход воды для мойки кег, м3/сут, определяют по формуле
V10
= Nгв · ∑L n / τ ·1000,
ГВС
где n - доля пива, разливаемого в кеги.
Расход воды на мойку ЦКБА, м3/сут, определяют по формуле
V11
= N · τ1 · n / 60,
ГВС
где N - норма расхода рабочей жидкости на одну моющую головку, м3/ч (примем, что мойку аппаратов осуществляют моющими
головками с расходом рабочей жидкости 10 м3/ч); τ1 - продолжительность мойки, мин (для ЦКБА в зависимости от режима мойки
и дезинфекции τ1=30 -1 50 мин); n - количество единиц оборудования, подвергающихся мойке в сутки (для ЦКБА примем
n = 2 шт).
Расход воды для мойки оборудования фильтрационного
отделения, м3/сут, рассчитывают по формуле
V12
= Nгв · τ1 · n / 60,
ГВС
где τ1 - продолжительность мойки, мин (см. табл. 62); n - количество оборудования, установленного в отделениии фильтрации
пива.
Расход воды на мойку разливных блоков, м3/сут, (расчет
приведен для розлива в стеклобутылку, на разливной блок в
ПЭТ-бутылку расчет аналогичен, где Nгв см. в характеристике
соответствующего оборудования)
V13
= Nгв · τ1 · n1 / 60,
ГВС
где n1 - количество разливных блоков.
Расход воды на прочие нужды принимают 0,4 м3 на 1 т перерабатываемых зернопродуктов в сутки, м3/сут,
V14
= 0,4 · Q
ГВС
СУТ
.
Максимальный часовой расход воды принимают равным
15 % от общего суточного расхода.
Определение объема бака горячей воды ведут на 2-часовой
расход от максимального часового расхода при коэффициенте
заполнения бака 0,9, м3.
212
2.11.2. Расход холодной воды
В технологическом процессе холодная вода расходуется на
удаление дробины, охлаждение сусла, мойку оборудования, пивопроводов, тары (табл. 63).
Таблица 63
Расход холодной воды в производстве пива
Операция
1 2 3
Гидравлическое удаление солодовой
дробины
Гидравлическое удаление хмелевой
дробины
Охлаждение сусла с 95 до 35оС:
- после гидроциклонных чанов
на пластинчатом теплообменнике
охлаждение сусла в отстойных аппа-
ратах
Мойка оборудования отделения
охлаждения сусла
Мойка бродильных танков, аппаратов
дображивания и сборников фильтрованного пива
Мойка ЦКБА - По расходу на моющую го-
Промывка дрожжей и оборудования
дрожжевого отделения -
Мойка оборудования
фильтрационного отделения Промывка пивопровода - 0,5 м3на 1000 дал мощности
Охлаждение сусла в теплообменнике
от 95 до 35оС
Мойка бутылок Время ра-
Мойка кег Время ра-
Продолжи-
тельность
операции,
мин
30 4 м3/т зернопродуктов
15 1 м3/т зернопродуктов
В потоке По паспортным данным (при
От 60 до
120
- 0,6 м3на 1000 дал мощности
-
60 3,5 м3/ч
боты цеха
боты отделения
охлаждении горячего сусла
отработанная вода используется на горячее водоснабжение)
26,7 м3/ч на 1 т зернопродук-
тов, идущих на производство
пива с экстрактивностью
начального сусла 11 %
4,3 м3на 1000 дал общей
мощности
ловку
Трехразовая промывка и
залив 1-м кол-вом воды
0,8 м3 на 1000 дал общей
мощности
По паспортным данным бу-
тыломоечных машин
1,0 м3на 1000 дал общей
мощности
Расход воды
213
О к о н ч а н и е т а б л. 63
Мойка бутыломоечных машин - 0,7 м3 на 1000 дал общей
Мойка оборудования цеха розлива 30 5,0 м3/ч
Мойка прочего оборудования 5 2,5 м3/ч
Мойка полов - 2 дм3 на 1 м2площади про-
1 2 3
мощности
мываемого пола
Расход воды на разбавление пивной дробины, м3/сут, при-
нимают равным расходу воды на затирание
V1
ХВС
= V1
ГВС
.
Расход воды на удаление хмелевой дробины с белковым
отстоем, м3/сут, рассчитывают по формуле
V2
где Q
= Q
ХВС
- суточное количество перерабатываемых зернопродуктов,
СУТ
СУТ
· Nхв,
т/сут; Nхв - норма расхода холодной воды на операцию (см. табл.
63).
Расход воды на охлаждение сусла в пластинчатом теплообменнике, м3/сут, рассчитывают по формуле
V3
= Nхв1 · τ1 · n · z / 60,
ХВС
где Nхв1 - норма расхода холодной воды, м3/ч (см. техническую
характеристику пластинчатого теплообменника); τ1 - продолжительность операции, мин (по технологической инструкции сусло
должно охлаждаться не более 90-120 мин); n - количество единиц
оборудования, подвергающихся мойке в сутки (n = 1 шт.); z оборачиваемость варочного агрегата.
Расход воды на мойку оборудования отделения охлаждения и осветления сусла, м3/сут, рассчитывают по формуле
V4
= Nхв · ∑L/ 323 ·1000,
ХВС
где ∑L - производительность завода, дал; Nхв - норма расхода холодной воды на операцию (табл. 63); 323 - число дней работы в год
отделения охлаждения и осветления сусла.
214
Расход воды на мойку бродильных танков, аппаратов дображивания, сборников фильтрованного пива, м3/сут, рассчитывают по формуле
V5
= Nхв · ∑L/ 338 ·1000,
ХВС
где 32 3 - число дней работы в год отделения брожения.
Расход воды на мойку ЦКБА, м3/сут, рассчитывают по формуле
V6
ХВС
= V11
ГВС
.
Расход воды на промывку дрожжей и оборудования дрожжевого отделения (данный расчет не проводят, если принята схема без подработки дрожжей), м3/сут, рассчитывают по формуле
V7
= Vдр.г · n1· n2/ τ,
ХВС
где Vдр.г - суммарный годовой объем дрожжей (семенных или
товарных), м3 (табл. 31); τ- количество дней в году работы отделения главного брожения (табл. 1); n 1 - количество промывок
дрожжей в сутки (см. табл. 63); n2 - увеличение объема дрожжей
после разбавления их водой (для семенных дрожжей 1:1 n2 = 2,
для товарных дрожжей 1:0,5 n2 = 1,5).
Расход воды на мойку оборудования фильтрационного отделения, м3/сут, рассчитывают по формуле
V8
= Nхв · ∑L/ 338 ·1000,
ХВС
где 33 8 - число дней работы в год варочного отделения.
Расход воды на промывку пивопроводов, м3/сут, рассчитывают по формуле
V9
= Nхв · ∑L/ 338 ·1000,
ХВС
где 33 8 - число дней работы в год варочного отделения.
Расход воды на охлаждение сусла в теплообменнике,
м3/сут, рассчитывают по формуле
V10
= NХВ · τ1 · n / 60,
ХВС
где Nхв - норма расхода воды на операцию, м3/ч (см. табл. 63); τ
- продолжительность охлаждения, мин (см. табл. 63); n - количество аппаратов (или операций в сутки).
Расход воды для мойки кег, м3/сут, рассчитывают по формуле
V11
= Nхв · ∑L n / 238 ·1000,
ХВС
1
215
где n - доля пива, разливаемого в кеги; 238 - число дней работы в
год цеха розлива.
Расход воды на мойку бутылок, м3/сут определяют по формуле
V12
= N · τ1 · n / 60,
ХВС
где N - норма расхода воды на операцию, м3/ч (см. техническую
характеристику линии розлива); τ1 - продолжительность мойки, ч
(16 ч - две смены по 8 ч); n - количество линий розлива.
Расход воды на ополаскивание ПЭТ-бутылок рассчитывают аналогично, норму расхода воды берут из характеристик соответствующего оборудования.
Расход воды на мойку бутыломоечных машин, м3/сут,
раcсчитывают по формуле
V13
= Nхв · ∑L1 / 238 ·1000,
ХВС
где ∑L1 - общее годовое количество пива, разливаемого в бутылки, дал.
Расход воды на промывку автоматов линии розлива и конвейеров (пример приведен для розлива в стеклобутылку, для розлива в ПЭТ-бутылку расчет аналогичен), м3/сут, рассчитывают по
формуле
V14
= 1,5 · ∑L1 / 238 ·1000.
ХВС
Расход воды на прочие нужды принимают 5 м3 на 1 т перерабатываемых зернопродуктов в сутки, м3/сут, рассчитывают по
формуле
V15
ХВС
= 5 · Q
СУТ
.
Максимальный часовой расход воды принимают равным
12 % от суточного расхода без учета на мойку полов.
Количество повторно используемой воды принимают равным 70 % от расхода воды на охлаждение сусла и определяют по
формуле, м3/сут,
V
ХВ ПОВТ
= 0,7 · V3
ХВС
.
Суммарный суточный расход холодной и горячей воды,
м3/сут, рассчитывают по формуле
∑VВ=∑V
ГВ СУТ
+∑V
ХВ СУТ
__
V
ХВ ПОВТ
,
216
где ∑V
∑V
ХВ СУТ
V
ХВ ПОВТ
- суммарный суточный расход горячей воды, м3/сут;
ГВ СУТ
- суммарный суточный расход холодной воды, м3/сут;
- количество повторно используемой воды, м3/сут.
В соответствии с нормами технологического проектирования
расход воды на 1 т зернопродуктов, включая мойку полов, за вычетом повторно используемой воды, не должен превышать 57 м3.
2.11. 3. Расход пара на технологические нужды
Расчеты расхода пара основываются на расчете продуктов,
паспортных данных принятого в проекте технологического оборудования, нормативных расходах на отдельные операции. Основным потребителем пара является варочный цех. Кроме того,
пар используется в цехе розлива при мойке тары и пастеризации
пива, в отделении чистой культуры и на пропаривание трубопроводов. Расчет пара рассмотрим на примере для сорта пива с экстрактивностью начального сусла 11 % с применением 30 % несоложеного сырья.
Расход теплоты на подогрев воды на затирание несоложеного сырья. Для затирания по принятому режиму расходуется
4 дм3 воды, подогретой до 54 °С на 1 кг зернопродуктов. В заторный котел поступает 5500·0,3 = 1650 кг, где 0,3 – доля несоложеного сырья (30 % от массы зернопродуктов); 5500 - единовременная засыпь в варочный агрегат, кг.
При температуре воды 30 °С за счет емкости энергонакопления в наиболее неблагоприятный период года (зимой) расход
теплоты для подогрева воды составляет
1650·4·(54 - 30)·4,1868 = 663189,12 кДж,
где 4,1868 - теплоемкость воды, кДж/(кгК).
Количество заторной массы (для отварки) составит
1650+1650·4= 8250 кг.
При температуре затираемых продуктов 12 °С и теплоемкости сухих веществ зерна 1,423 кДж/(кгК) температура заторной
массы составит
(1650·1,423·12+6600·54·4,1868) / (1650·1,423+6600·4,1868) = 50,7 ºС.
Расход теплоты на подогрев несоложеной части затора до
кипения составит
217
8250·3,63·(100-50,7) = 1476412 кДж,
(1476412 465960)/0,95=2044602
+
где 3,63 - теплоемкость заторной массы, которая определяется
как средневзвешенная величина теплоемкостей солода и воды,
С = (1650·1,423+6600·4,1868) / 8250 = 3,63 кДж/(кг∙К).
Расход теплоты на кипячение несоложеной части затора
рассчитывают исходя из предположения, что в заторном аппарате
выпаривается в течение часа 5 % воды от количества подвергаемой кипячению массы. При продолжительности кипячения
30 мин расход теплоты будет
8250·0,05(30/60)·2259,2 = 465960 кДж,
где 2259,2 - теплота парообразования при 98,07 кПа, кДж/кг.
При тепловом КПД 0,95 затратится теплоты на подогрев и
кипячение несоложеной части затора
кДж.
После кипячения в отварочном котле остается заторной
массы
8250 - 8250·0,05(30/60) = 8044 кг.
Расход теплоты для затирания соложеной части затора. В
начале кипячения отварки начинают затирать основную часть
солода 3850 кг с водой. В результате затирания температура заторной массы должна быть равна 50 - 52 °С, вода добавляется в
количестве 4 дм3 на 1 кг солода, т. е. 4·3850 = 15400 кг.
Теплота, расходуемая на подогрев воды в количестве
15400·(54 - 30)·4,1868 = 1547441 кДж.
В результате смешивания несоложеной части затора, воды
и солода масса затора будет равна
8044+3850+15400 = 27794 кг.
Температура объединенного затора будет
(8044·3,63·90+(15400+3850)·3,63·52)/(27294·3,63)=63 °С.
При выдержке мальтозной паузы температура может понизиться
до 61оС.
218
Для подогрева объединенного затора до конечной темпера-
=
+
туры затирания 76-77 °С (с выдержкой объединенного затора при
температуре мальтозной паузы и паузы осахаривания) необходимо теплоты
27294·3,63·(77-63) = 1387081 кДж.
Расход теплоты на приготовление всего затора составит
3504687,95)(1387081/02044602
кДж.
Расход теплоты на подогрев воды для заливки сит фильтрационного аппарата. При площади фильтрации 49 м2 (берется из
технической характеристики фильтр-чана) и высоте подситового
пространства 0,02 м (берется из технической характеристики
фильтр-чана), потребуется:
воды для заливки сит 49·0,02 = 0,98 м3 или 980 кг,
теплоты для подогрева воды до 80 °С
4,1868·980·(80-30) = 246184 кДж.
Расход теплоты для подогрева воды для выщелачивания
пивной дробины. Для выщелачивания дробины расходуется 4 дм
воды, подогретой до 80 °С на 1 кг затираемых зернопродуктов.
Расход теплоты для подогрева воды на выщелачивание дробины
из одной варки составит
4,1868·8250·4·(80-30) = 6908220 кДж.
Расход теплоты на кипячение сусла с хмелем. Примем, что
из 100 кг зернопродуктов получается 623,73 кг горячего сусла
(рассчитывают по данным табл. 31). В процессе варки выпаривается около 15 % воды от объема сусла и промывных вод, поступающих в сусловарочный котел. Таким образом, общее количество сусла и промывных вод, подвергаемых кипячению, составит
623,73·100 / (100-15) = 733,8 дм3.
3
При 76 °С сусло с массовой долей сухих веществ 9,5 %
имеет плотность 1,038 кг/м3, его удельная теплоемкость равна
3,96 кДж/(кг·К), расход теплоты для его подогрева до кипения
составит
733,8·1,038·3,96·(100 - 76) = 72390 кДж.
219
Для подогрева сусла из 8250 кг зернопродуктов до кипения
=
×
=
-
=×-
потребуется теплоты
5972175)100/8250(72390
кДж.
В процессе кипячения выпаривается воды
07,11073,6238,733
дм3,
а расход теплоты для выпаривания воды составляет
110,07·2259,2 = 248670 кДж.
Для выпаривания воды из сусла одной варки потребуется
теплоты
248670∙(8250/100)=2051275 кДж.
Расход теплоты на варку сусла при КПД котла 0,95
составит
(5972175+20515275)/0,95=27881526 кДж.
Суммарный расход теплоты , кДж, представлен в табл. 64.
Таблица 64
Суммарный расход тепла при приготовлении сусла одной варки
Технологическая операция Расход теплоты,
Подогрев воды для затирания несоложеного сырья 663189
Подогрев несоложеной части затора до кипения
Кипячение несоложеной части затора 2044602
Затирание соложеной части затора 1547441
Подогрев воды для заливки сит фильтрчана 246184
Подогрев объединенного затора до 77 ºС 1387081
Подогрев воды для выщелачивания пивной дробины 6908220
Кипячение сусла с хмелем 27881526
Итого 42154655
кДж
1476412
При энтальпии пара 2716 кДж/кг, давлении 0,245 мПа и
охлаждении конденсата до 100 °С расход пара на варку составит
18349,5100)4,1868271642154655/(
кг,
а на 100 кг зернопродуктов
18349,5·100/8250 = 222,418 кг.
220
Суточный расход пара при 10 варках в сутки составит
=××
×
=×-
×
18349,5·10 = 183495 кг.
Расход теплоты на подогрев промывных вод. Согласно нормам технологического проектирования на каждую варку для подогрева промывных вод расходуется 55 кг пара на 1 т зернопродуктов.
Расход пара на 1 варку составит 55·5,5 = 302,5 кг, где 5,5 - единовременная засыпь, т. Если варочный агрегат в сутки делает 10 варок,
то суточный расход пара составит
302,5·10 = 3025 кг/сут.
Расход пара в отделении ЧКД по нормам проектирования
составляет 175 кг/ч на 1 т зернопродуктов. При продолжительности стерилизации 60 мин расход пара в сутки составит 175 кг.
Годовой расход пара при 6 циклах разведения ЧКД составит
175∙6 = 1050 кг/год.
Расход пара для подогрева воды в цехе розлива. Бутылкомоечная машина, например, производительностью 45000 бутылок
в час расходует пара 1700 кг/ч (см. техническую характеристику).
Для работы машины в 2 смены по 8 ч при тепловом КПД 0,95 и
коэффициенте использования машин 0,7 потребуется пара
кг.
Расход теплоты на подогрев воды на другие технологические нужды в сутки, а именно для мойки оборудования варочного
цеха, промывания суслопроводов, мойки оборудования охлаждения и осветления, оборудования отделения фильтрации, ЦКБА,
кег, прочих нужд примем 275, 75 м3. Это суммарное значение получается при расчете расхода холодной воды.
Для указанных целей используется вода из отделения охлаждения сусла, имеющая температуру 30 °С и дополнительно
подогреваемая до 60 °С. Для ее подогрева до 60 °С потребуется
теплоты
346353031868,4)3060(275750
кДж.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]