Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

дп

.pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
20.03.2016
Размер:
1.7 Mб
Скачать

Химические процессы, протекающие в солоде при сушке, не одинаковы на различных её стадиях и у разных типов солода. Содержание крахмала, пентозанов и клетчатки изменяется незначительно, количество же

инвертного сахара существенно снижается.

Основные реакции, приходящие к образованию меланоидинов,

протекают в химической фазе сушки при температуре 80-95°С.

Меланоидины образуются в основном за счет серосодержащих аминокислот,

обладающих большой активностью, например серина.

Процесс меланоидинообразования можно изобразить следующим

уравнением (рисунок 5):

 

 

 

 

 

NH

2 O = C – H

N = C – H

 

 

 

 

 

 

 

R – C – H

(CHOH)3

R – C – H (CHOH)3

 

 

 

 

 

 

COOH

CH2OH

COOH CH2OH

Аминокислота

Пентоза

Меланоидины

Рисунок 5 - Уравнение меланоидинообразования

Вхимической фазе сушки солода протекает также процесс

терморасщепления углеводов, который приводит к появлению таких окрашенных продуктов, как карамели. Карамелизованные вещества придают пиву горький вкус жженого солода и сильно повышают цветность готового продукта. Меланоидины сообщают пиву характерные вкус и аромат,

повышают её пеностойкость. Они обладают кислой реакцией, что положительно сказывается на кислотности солод, а благодаря их восстановительным свойствам обеспечивается хорошая коллоидная стойкость пива.

Процесс сушки влияет на количество растворимых веществ в солоде,

т.е на выход экстракта. С повышением температуры и длительности сушки выход экстракта уменьшается. От температуры сушки солода зависят также свойства меланоидинов, влияющих на аромат, пенообразование,

пеностойкость и стойкость пива.

 

Лист

ТГТУ ДП 240902.001 ПЗ

28

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

 

9.Охлаждение высушенного солода – это теплообменный процесс,

который служит для удаления тепла из толщи материала. Благодаря чему

над солодом можно проводить дальнейшие технологические операции

(солод охлаждают до температуры 35 °С).

10.Обработка солода звуком. Этот процесс направлен на улучшения амилолитической активности солода, который проводится при частоте

звуковых колебаний 3070 Гц и амплитуде 100%.

11.Отбивка ростков высушенного солода – это механическая обработка, технологическая цель которой заключается в освобождение солода от ростков. Солодовенные ростки имеют горький вкус, который

неблагоприятно влияет на качество пива. Удаление ростков проводят на

специальных росткоотбойных машинах или в процессе транспортирования солода, после чего направляют на аспирационное устройство для их разделения.

12.Отлежка солода.

Выдержка

 

свежевысушенного солода

 

 

 

производится в течение 3-4 недель. К

этому времени

происходит

 

 

 

 

инактивация ферментов,

увеличивается

влажность и

количество

растворимых азотистых веществ, улучшается амилолитическая активность солода. Также солод нельзя сразу направлять на производство пива, потому что при его дроблении чрезмерно измельчается эндосперм и оболочка, что может вызывать недостаточно полное осахаривание и затруднение фильтрование заторов.

13.Хранение солода осуществляют при температуре от 10 до 30ºС в тех же условиях, что и ячмень.

2.4 Продуктовый расчет солодовенного производства Исходные данные: годовая мощность проектируемого производства

100 тыс. т солода в год. Число рабочих дней для башни элеватора и

 

Лист

ТГТУ ДП 240902.001 ПЗ

29

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

 

солодовенного производства 330. Прием зерна продолжается 120 дней.

Продуктовый расчет выполняется на 1 тонну очищенного ячменя с дальнейшим пересчетом на годовую, а затем суточную производительность

[14].

Для получения 1000 кг очищенного ячменя (Gо. я) требуется товарного ячменя:

Gт. я. = 100∙100/(100 – е1)=1000∙100/(100 – 12,4) = 1141,55 кг. (2.4.1)

где е1 – сумма отходов ячменя при отчистки и сортировке она составляет

12,4 мас.%.

Определяем объем товарного ячменя (в м3) при его насыпной

плотности 630 кг/м3:

 

 

 

 

Vт. я. = Gт. я./ рт. я. = 1141,55/630=1,81 м3.

 

(2.4.2)

Находим массу ячменя (в кг) – схода с сита 2,2∙20 мм (III сорта):

GIII c = (Gт. я. – 100) ∙е21= (1141,55 – 1000)∙6,2/12,4 = 70,76 кг.

(2.4.3)

где е2 – процент отходов ячменя III сорта 6,2%.

 

 

Объём ячменя III

сорта

при насыпной плотности ячменя 520 кг/м3

будит равен:

 

 

 

 

VIII с = GIIIс/ рIII с = 70,76/520=0,14 м3.

 

(2.4.4)

Находим массу зерновых отходов и она будит равна:

 

Gз. о = (Gт. я. – 1000) ∙е31=(1141,55 – 1000) ∙4,2/12,4=47,9 кг. (2.4.5)

где е3 – процент отходов ячменя III сорта 4,2%.

 

 

Следовательно,

объем

зерновых отходов

при их

насыпной

плотности 500 кг/м3 будет равен:

 

 

Vз.о. = Gз.о../ рз.о.= 47,9/500= 0,096 м3.

 

(2.4.6)

Масса сорных отходов равна:

Gс. о = (Gт. я. – 1000)∙е41= (1141,55-1000) ∙1,6/12,4=18,26 кг, (2.4.7)

где е4 – процент сорных отходов 1,6%.

 

Лист

ТГТУ ДП 240902.001 ПЗ

30

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

 

Тогда объем сорных отходов при их насыпной плотности 400 кг/м3

равен:

 

Vс.о. = Gс.о../ рс.о.=18,26/400=0,046 м3.

(2.4.8)

Количество сухих веществ ячменя, поступающих для замачивания,

вычисляем по формуле:

 

GСВ=Gо. я.(100 – Wо. я.)/100= 1000∙ (100 – 14,7)/100=853 кг,

(2.4.9)

Wо.я.-влажность очищенного ячменя 14,7 мас. %.

 

Определяем массу замоченного ячменя:

 

Gз. я.= GСВ∙(100 – е5)/(100 – Wз. я.)=

 

=853∙(100 – 1,6)/(100 – 43)=1472,55 кг,

(2.4.10)

где е5 – потери сухих веществ при замачивании на сплав 1% и на выщелачивание 0,6%; Wз. я. – влажность замоченного ячменя 43%.

Объем замоченного ячменя будет равен:

 

Vз.я=Gз.яз.я=1472,55/660=2,23 м3,

(2.4.11)

где рз.я. – насыпная плотность замоченного зерна 660 кг/м3.

 

Находим массу воздушно-сухого сплава по формуле:

 

Gс. в-с=Gо.я∙е6=1000∙0,01=10 кг,

(2.4.12)

где е6 – процент воздушно-сухого сплава 1 мас. %.

Соответственно, объем воздушно-сухого сплава при насыпной

плотности 400 кг/м3 равен:

 

Vc. в-с.=Gc. в-с.с. в-с.=10/400=0,025 м3.

(2.4.13)

Далее определяем массу влажного сплава по формуле:

 

Gс.вл=(1000 – Wс.вл) ∙Gс. в-с/(1000 – Wс. вл)=

 

=(1000-150) ∙10/(1000 – 300)=12,14 кг,

(2.4.14)

где Wс. в-с – влажность воздушно-сухого сплава 15 мас. %; Wс. вл

влажность влажного сплава 30 мас. %.

Объем при насыпной плотности влажного сплава 500 кг/м3 будет

равен:

 

Vс. вл=Gс. влс. вл=12,14/500=0,024 м3.

(2.4.15)

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

ТГТУ ДП 240902.001 ПЗ

31

Массу свежепроросшего солода Gз.с. определяем по формуле: Gз.с.=GСВ∙ (100 – е5 – е7)/(100 – Wз.с)=

=853∙ (100 – 1,6 – 5,7)/(100-30)=1129,62 кг. (2.4.16)

где е7 – процент потерь сухих веществ на дыхание при проращивании зерна

5,7 мас. %, Wз. с – влажность свежепроросшего солода 42 мас. %.

Тогда, объем свежепроросшего солода будет равен:

 

Vз. с= Gз.с.з. с=1129,62/370=3,05 м3,

(2.4.17)

где рз.с – насыпная плотность свежепроросшего солода 370 кг/м3.

Масса свежевысушенного солода будет равна:

 

Gс. с=GСВ∙ (100 – е5 – е7 – е8)/(100 – Wс.с)=

 

=853∙ (100 – 1,6 – 5,7 – 4,3)/(100 – 3)=777,37 кг,

(2.4.18)

где е8 – процент потерь на ростки 4,3 мас. %; Wс с.=влажность

свежевысушенного солода 3 мас. %.

 

Объем свежевысушенного солода равен:

 

Vc. c= Gс. сс. с=777,37/510=1,52 м3,

(2.4.19)

где рс. с – насыпная плотность свежевысушенного солода 510кг/м3.

Определяем массу отлежавшегося солода по формуле:

 

Gо. с= Gс. с∙ (100 - Wс. с)/(100 – Wо. с)=

 

=777,37∙ (100 – 3)/(100 – 5,17)=795,16 кг,

(2.4.20)

где Wо. с – влажность отлежавшегося солода 5,17 мас. %.

Соответственно, объем отлежавшегося солода будет равен:

Vо. с= Gо. со. с=795,16/530=1,5 м3,

(2.4.21)

где ро. с – насыпная плотность отлежавшегося солода 530 кг/м3.

Находим

массу товарного

солода после хранения и полировки по

формуле:

Gт. с= Gо. с

(100 – е9 – е10)/100=

 

 

=795,16∙ (100 – 0,07 – 0,55)/100=790,23 кг,

(2.4.22)

где е9 – процент потерь солода при хранении на элеваторе 0,07 мас. %; е10

процент потерь солода при полировки 0,55 мас. %.

 

Лист

ТГТУ ДП 240902.001 ПЗ

32

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

 

Масса ростков на реализацию будет равна:

Gр= е11∙ (100 – Wо. я)/(100 – Wр)= 43∙ (100 – 14,7)/(100 – 10)=40,75 кг, (2.4.23)

где е11 – процент отходов на образование ростков (4,3 мас. %); Wр

влажность ростков (10 мас. %).

Далее определяем потери ячменя при разгрузке и хранении по

формуле:

Gп.=Gт. я∙ е12/100+Gо.я∙ е13/100=

 

 

=1141,55∙0,15/100+1000∙0,09/100=2,6кг,

(2.4.24)

где е12 – процент потерь ячменя при разгрузке 0,15 мас. %; е13 – процент потерь ячменя при хранении на складе 0,09 мас. %. [14].

 

 

 

Для определения годовой потребности ячменя и производительности

 

на каждой стадии пользуемся формулой:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gг.п.я=Gя∙100 т,

(2.4.25)

 

 

 

 

 

где 100 – годовая мощностью завода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для нахождения суточной потребности ячменя и производительности

 

используем формулу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gс.п.я.= Gг.п.я/330 т,

(2.4.26)

 

 

 

 

 

где 330 – количество рабочих дней в году.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полученные данные сводим в таблицу 6 столбец 4 и 5.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6 - Материальный баланс при производстве солода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Масса продукта, кг

 

 

Масса продукта, т

 

 

N0

 

 

Продукт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отсортированного

 

 

 

 

 

 

солодатоварного

 

 

 

На 100 000 т товарного солода в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг1000на

очищенногои

ячменя

 

 

 

 

кг1000на

 

 

 

 

год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в сутки

 

 

 

в год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(330 дней)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

5

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

Товарный ячмень

 

 

 

1142

 

 

 

 

1442

 

437

 

 

 

144200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Очищенный и

 

 

 

1000

 

 

 

 

1263

 

381

 

 

 

126300

 

 

 

 

 

 

отсортированный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ячмень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

ТГТУ ДП 240902.001 ПЗ

33

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

 

Окончание таблицы 6

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

4

 

 

5

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

Ячмень – сход с

 

71

 

90

 

27

 

9000

 

 

 

 

сита с ячейками

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,220 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(III сорт)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

Зерновые отходы

 

48

 

61

 

19

 

6100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

Сорные отходы

 

19

 

23

 

7

 

2300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

Замоченный

 

1473

 

1860

 

564

 

186000

 

 

 

 

ячмень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

Воздушно-сухой

 

10

 

13

 

4

 

1300

 

 

 

 

сплав

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

Влажный сплав

 

12

 

16

 

6

 

1600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

Свежепроросший

 

1130

 

1427

 

432

 

142700

 

 

 

 

солод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

Свежевысушен-

 

778

 

982

 

300

 

98200

 

 

 

 

ный солод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

Отлежавшийся

 

795

 

1004

 

304

 

100400

 

 

 

 

солод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

Товарный солод

 

791

 

998

 

303

 

99800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

Ростки

 

41

 

52

 

16

 

5200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

Потери при

 

3

 

4

 

2

 

400

 

 

 

 

хранении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5 График технологического цикла производства

График технологического цикла разработан для производственной линии пивоваренного ячменного солода мощностью 100 тыс. т/год на основе часового материального баланса, подобранного оборудования и его технических характеристик. Предприятие работает в три смены продолжительностью по восемь часов. Разработанный график технологических процессов представлен на рисунке 6.

 

Лист

ТГТУ ДП 240902.001 ПЗ

34

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

 

Рисунок 6 - График технологических процессов производства солода В графе «Всего» указана масса перерабатываемого сырья и готовой

продукции. По горизонтальной оси графика указана длительность операций. Исходя из производственного опыта действующего предприятия,

продолжительность технологических операций: приемка ячменя - 3ч,

предварительная очистка –3 ч, основная очистка – 2 ч, замачивание ячменя –

2 сут, проращивание ячменя – 5 сут, сушка свежепроросшего солода – 20 ч,

охлаждение свежевысушенного солода – 0,5 ч, отбивка ростков солода – 3 ч.

2.6 Подбор и расчет технологического оборудования для производства солода

Расчет аппарата для замачивания Для замачивание пивоваренного ячменя используют или замочный

аппарат с коническим днищем, или плоским днищем и включающая группу

 

Лист

ТГТУ ДП 240902.001 ПЗ

35

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

 

из цилиндро-конических замочных аппаратов. Для достижения

равномерного и быстрого замачивания ячменя в больших объемах рекомендуется использовать замочный чан с плоским днищем.

Определяем количество, вместимость и основные конструктивные

параметры замочных аппаратов

для солодовенного

производства

мощностью 100 тыс. т. в год.

 

 

 

 

 

Суточная производительность солодовенного производства по товар-

ному солоду при 330 рабочих сутках в год равна:

 

 

 

Gтс=П/N=100000/330 = 303 т/сут,

(2.6.1)

 

 

 

где

П

— мощность солодовенного производства, т/г;

N

— количество

рабочих суток солодовни в год при трехсменной работе, сут.

 

 

Количество замочных аппаратов при двухсуточном замачивании и

максимально возможной вместимости замочного аппарата будет равно:

 

 

n=Gоя∙tз/Gя=381∙2/381 = 2 шт,

(2.6.2)

где tз — продолжительность замачивания ячменя, сут; Gя— масса очи-

щенного и отсортированного ячменя, загружаемого в один замочный

аппарат, т.

 

 

 

 

 

 

 

 

Уточненная масса очищенного и отсортированного ячменя,

загружаемого в один замочный аппарат:

 

 

 

 

Gя=Gоя∙t3/n=381∙2/2 = 381 т.

 

(2.6.3)

 

Объем очищенного и отсортированного ячменя, загружаемого в один

замочный аппарат определяем по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Va =Gя /pя =381/0,65 = 585,4 м3 ,

(2.6.4)

где

— насыпная плотность зерна, кг/м ( = 0,65 т/м3).

 

 

 

Полная вместимость замочного аппарата равна:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vп=kз∙Vа=1,5∙585,4 = 878,1

м3 ,

 

 

 

(2.6.5)

где

кз — коэффициент

запаса

вместимости

замочного

аппарата,

учитывающий увеличение

объема

замоченного

зерна на

40...45% и

 

Лист

ТГТУ ДП 240902.001 ПЗ

36

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

 

увеличение вместимости еще на 5...10% для предохранения от выброса зерна

и воды при мойке и перекачке зерна через центральную трубу (

= 1,5).

 

Площадь решетки замочного аппарата равна:

 

 

 

S=Vп/h=878,1/3 = 292,7 м2,

 

 

 

(2.6.6)

 

— высота предельного слоя,

= 3 м.

 

 

 

После проведенных расчетов выбираем 2 замочных чана системы

Lausmann с техническими характеристиками (табл. 7) [15].

 

 

 

Таблица 7 - Техническая характеристика замочного чана

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Показатели

 

Значения

 

 

 

Вместимость, м3

 

900

 

 

 

Диаметр, м

 

15

 

 

 

Высота, м

 

5

 

 

 

Мощность вентилятора, м3/т*ч

 

200

 

 

 

Число оборотов вентилятора, об/мин

 

0-1500

 

 

 

Расчет солодорастильного аппарата ящечного типа Для проращивания ячменя используют солодорастильное

оборудование барабанного, ящичного типа (прямоугольного или круглого сечения), солодорастильный аппарат типа передвижная грядка, а также солодовни башенного и шахтного типа. Для производства был выбран солодорастильный аппарат ящичного типа (прямоугольного сечения),

который имеет ряд преимуществ:

- высокая производительность;

-равномерное развитие солода;

-легко доступен для осмотра и контроля.

Основные геометрические параметры отдельно стоящих солодорастильных аппаратов ящичного типа определяют, исходя из объема замоченного ячменя, единовременно загружаемого в них [16].

 

Лист

ТГТУ ДП 240902.001 ПЗ

37

Изм. Лист № докум. Подпись Дата