Охлаждение сусла перед сбраживанием

Количество сусла с учетом отбора для культивирования дрожжей составит:

по массе: М `_с. = М_с. – М_с1 – М_с2 кг

М `_с. = 11823,25 – 205,72 –480,02 = 11137,5

по объему: V `_с. = V_c.- V_c1 – V_c2 дм³

V `_с. = 10975,89 – 190,98 – 445,62 = 10339,29

При условии использования второй ступени вакуум-охлаждения сусла количество вторичного пара, которое выделяется в испарительный камере, составит:

кг,

Д₆ = 11137,5047•3,55•(58-22) / (2467,2-3,55•22) = 597,51

где t₇ – температура сусла, направляемого в бродильные аппараты,22 ⁰ С;

β₂ – теплота парообразования при t₇ , кДж/кг

Объем выделяемого пара составит:

V_д6 = Д₆ • V ` м³

V_д6 = 597,51•51,7 = 30891,33

где – V ` - объем 1 кг пара при t₇ , м³ = 51,7

Расход воды на барометрический конденсатор:

кг,

Мв₆ =597,511•(2549,3-4,2•25) / (4,2•(25-10)) = 23182,49

где i₆ – энтальпия пара при t₇ , =2549,3кДж/кг;

t `_н – температура воды, входящей в конденсатор,10⁰С;

t `_к – температура воды, выходящей из конденсатора,25 ⁰С.

Количество сусла с учетом выделившегося в испарительной камере пара составит:

по массе: М ``_с. = М `_с – Д₆ кг

: М ``_с. = 11137,5-597,51 = 10539,99

по объему: V ``_с. = V `_с. – Д₆ дм³

: М ``_с. = 10339,29 – 597,51 = 9741,78

При условии использования для охлаждения сусла теплообменников рассчитывают расход хладагента (воды):

кг,

Мвт = 11137,5•3,55•(62-25) / 4,18•(55-25) = 18917,76

где t ``_н – температура воды, входящей в теплообменник, 25⁰С;

t``_к – температура воды, выходящей из теплообменника,55 ⁰С.

При условии использования промывных вод в количестве n₄ % от объема засевных дрожжей в дрожжегенераторах и n₅ % от объема сусла в продуктовом сборнике количество промывных вод, поступающее в бродильные аппараты, составит: n₄=2,5 n₅=4,0

V_{в пр} = V `_др2 • n₄ / 100 + V ``_с. • n₅ / 100 дм³

V_{в пр} = 649,94•2,5 / 100 + 9741,78 •4,0 / 100 =405,92

В бродильные аппараты поступает сусла с учетом засевных дрожжей и промывных вод в количестве:

по массе: М_с.б. = М ``_с. + М `_др2 + М_в.пр. кг

М_с.б. = 10539,99+663,47+405,92 = 11609,38

по объему: V_с.б. = V ``_с. + V `_др2 + V_в.пр. дм³

V_с.б. = 9741,78+649,94+405,92 = 10797,64

Сбраживание осахаренного сахара

При сбраживании сусла образуется спирт с учетом потерь при брагоректификации:

по объему: V_сп. = 1000 + В_т • 10^-2 (М_кр. • П_рект. / 100) дм³

V_сп. = 1000+0,72 (1529,05•0,2/100) = 1002,2

по массе: М_сп. = V_сп. • ρ_сп кг

М_сп. = 1002,2• 0,78927 = 791,007357

Количество невозвратных потерь спирта с газами брожения составит:

по объему: V_г. = В_т • 10^-2 (М_кр. • П_г. / 100) дм³

V_г. = 0,72•(1529,05•0,04/100) = 0,44 дм³

по массе: М_г. = V_г. • ρ_сп кг

М_г. = 0,44•0,78927 = 0,35

Количество потерь спирта на образование вторичных и побочных продуктов брожения составит:

по объему V_в.п. =В_т. • 10_-2 (М_кр. • П_в.п. / 100) дм³

V_в.п. =0,72(1529,05•2,5/100) = 27,52

по массе: М_в.п. = V_в.п. • ρ_сп. Кг

М_в.п. = 27,32•0,78927 = 21,56

Масса диоксида углерода, образующегося при брожении:

М_со2 = 0,955 (М_сп. + М_г. + М_в.п.) кг

М_со2 = 0,955(791,01 +0,35+21,56) = 776,34

Масса бражки с учетом выделившегося диоксида углерода:

М_бр. = М_с.б. – М_со2 кг

М_бр. = 11307,99 –776,73 –0,35 = 10530,92

Количество сухих веществ в зрелой бражки составит:

в фильтрате: М= Мс_.несб. + (М_пр. – П_н.с. / 100) кг

М= 307,97 + (1529,05•0,7/100) =360,88

в дробине: М= М+(М_кр. • П_др. / 100) кг

М= 665,59 + (1529,05•1,5/100) = 688,53

Массовая доля сухих веществ в бражке:

CВ_бр. = (М+ М) • 100 / М_бр. %

CВ_бр. = (688,53+665,59)•100 / 10530,92 = 12,86%

Количество воды в бражке:

М_в.бр. = М_бр. - М- М- М_сп – М_вп кг

М_в.бр. = 10530,92 – 360,88 – 791,01 – 21,56 = 9357,47

Масса фильтрата бражки:

М_бр.ф. =М_в.бр. + М+ М_сп. + М_в.п. кг

М_бр.ф. = 9357,47+360,88+791,01+21,56 = 10530,99

Массовая доля сухих веществ (истинный отбор) определяется в фильтрате бражки при удалении спирта с продуктами брожения, заменяя их водой:

СВ = М• 100 / [М_бр.ф. – (М_сп. + М_в.п.) + (V_сп. + V_вп.)] дм³

СВ = 360,88•100/(10530,99-(791,01 + 21,56)+ (1002,20+27,52))=

Объем фильтрата бражки:

V_бр.ф. = [М_бр.ф. – (М_сп. + М_в.п.) + (V_сп. + V_вп.)] / ρ_бр.ф. дм³

V_бр.ф. = (10530,99 – ( 791,01 +21,56)+(1002,2+27,52))/1,0123=10880,34

Объемная доля спирта в бражке:

К_сп.бр. = V_сп. • 100 / V_бр.ф. %

К_сп.бр. = 1002,2•100/10880,34 = 10,11

Объем нефильтрованной бражки:

V_бр.неф. = V_бр.ф. + М/ 1,3 дм³

V_бр.неф. = 10880,34+360,88 /1,3 = 8647,09

При условии использования промывных вод в количестве n₅ % от объема нефильтрованной бражки и водно-спиртовой жидкости из спиртоловушки в количестве n₄ %. n₄ =2,5 n₅ =0,5

От объема нефильтрованной бражки количество дополнительно поступающей в зрелую бражку жидкости составит:

V_ж. = V_бр.неф. – n₄ / 100 + V_бр.неф. • n₅ / 100 дм³ или М_ж. Кг

V_ж. = 8647,09•2,5/100 + 8647,09•0,5 /100 =

Количество бражки, направляемой на брагоректификацию, составит:

по объему: V_бр.р = V_бр.неф. + V_ж. дм³

V_бр.р = 8647,09 +259,42 = 8906,51

по массе: М_бр.р. = М_бр.неф. + М_ж. Кг

М_бр.р. = 10530,99+259,42 = 10790,41