Фракционирование зерна ячменя

газа (пропана), кг...........................................................................................30

Занимаемая площадь, м2................................................................................80

Габаритные размеры, мм......................................................12100x5000x2500

3.4 Описание основных элементов технологической линии производства пива

Солододробилка отображена на рисунке 5 и предназначена для дробления солода перед варкой сусла. Она состоит из сита для удаления примесей, магнита для удаления металлопримесей, заслонки 5 для дозирования солода, пары вальцов 2 для дробления и электродвигателя 1.

Производительность солододробилки регулируется ограничением хода дозирующей заслонки 5 посредством зажимного хомутика 4 примерно до 12 мм.

Наименьший требуемый зазор между вальцами, при котором они не могут касаться друг друга, составляет 0,3 мм и устанавливается с помощью двух регулировочных винтов. Рабочий межвальцовый зазор предварительно установлен заводом-изготовителем на 1,0, его можно регулировать для изменения тонкости дробления при помощи двух регулировочных винтов.

Поворотная рукоятка 6 служит для быстрого открывания вальцов при засорении дробилки. Проверка вальцов на параллельность осуществляется после снятия загрузочной воронки 3 с помощью щупа. Давление вальцов при дроблении может регулироваться изменением предварительной затяжки резиновых ограничителей.

Солод поступает в дополнительную насадку, расположенную над загрузочной воронкой 3, откуда, проходя через сито и магниты для удаления примесей, попадает в загрузочную воронку, из которой дозируется при помощи заслонки 5 на пару вальцов 2, которые приводятся в движение от электродвигателя 1. Проходя через вальцы, солод дробится и через разгрузочный патрубок ссыпается в установленный под дробилкой мешок.

Техническая характеристика солододробилки

Производительность, кг/ч.......................................................................... 250

Вместимость загрузочной воронки, л..........................................................50

Вместимость насадки, л.................................................................................80

Диаметр вальца, мм.................................................................................... 300

Ширина вальца, мм.......................................................................................80

Мощность электродвигателя, кВт................................................................2,2               

Габаритные размеры, мм........................................................1350x650x1840                 

Заторно-фильтрационный аппарат изображен на рисунке 6,спредназначен для отделения сусла от дробины и последующего выщелачивания дробины теплой водой. Он представляет собой цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 11, на котором установлены разборное фильтрационное сито 8 и разрыхлительный механизм 6 с приводом, установленным на конической крышке 2.

Рис.5. Солододробилка

Разрыхлительный механизм служит для рыхления дробины при помощи мешалок зигзагообразной формы 7 во время процесса фильтрования и перемешивания при затирании. В нем также имеются патрубки для подачи воды 4 в устройство промывания дробины, подачи 5 и отвода 9 затора, отвода дробины 10, выпарная труба, термометр и контрольное стекло. Аппарат тщательно промывается при помощи моющих головок 3 и снабжен тепловой изоляцией, защищенной рубашкой из нержавеющей стали.

Техническая характеристика заторно-фильтрационного аппарата

Полная вместимость, гл.............................................................................12,25

Поверхность фильтрования, м2.................................................................0,952

Мощность электродвигателя, кВт................................................................ 1,5

Диаметр аппарата, мм................................................................................1250

Высота, мм:

рубашки.......................................................................................................1000

аппарата..............................................................................................1290/1740

Масса, кг........................................................................................................510

Рис.6. Заторно-фильтрационный аппарат (слева), заторно-сцсловарочный аппарат (справа)

Заторно-сусловарочный аппарат предназначен для смешивания (затирания) дробленого солода с водой, нагревания и кипячения заторной массы. Аппарат (рис. 3) представляет собой цилиндрический резервуар из нержавеющей стали с конической крышкой 1 и цилиндрическим днищем 5, которое имеет нагревательные элементы 4. Нагревательные элементы представляют собой полутрубы, приваренные на днище аппарата к цилиндрической обечайке, и имеют соответствующие фланцы, устройства для подвода пара, отвода воздуха и конденсата.

В нижней части сферического днища находится разгрузочное устройство 3 для выпуска затора при передаче его в заторно-фильтра-ционный аппарат или вирпул. Над сферическим днищем внутри аппарата имеется пропеллерная мешалка 2 для размешивания заторной массы. Привод мешалки осуществляется от двигателя, размещенного на крышке 1 и обеспечивающего две скорости вращения мешалки. Крышка 1 аппарата имеет вытяжную трубу, люк для обслуживания и наблюдения, патрубки подачи продукта, воды и головки для мойки.

Аппарат снабжен теплоизоляцией толщиной 50 мм, наружная поверхность которой защищена оболочкой из нержавеющей стали.

Техническая характеристика заторно-сусловарочного аппарата

Полная вместимость, гл..................................................................................16

Внутренний диаметр, мм........................................................................... 1400

Мощность электродвигателя, кВт.......................................................... 1.3/1,7

Частота вращения мешалки, мин"1....................................................1415/2850

Высота, мм...................................................................................................2010

Масса, кг.........................................................................................................480

Рис.7. Бродильный аппарат

Бродильный аппарат предназначен для дображивания и хранения пива под давлением до 0,07 МПа и представляет собой цилиндрический горизонтальный сосуд с днищем сферической формы, состоящий из корпуса 1 (рисунок 7), спускного крана 2, крестовины 3 для крепления шпунт-аппаратов, трубки воздуховода 4 и пробного крана 5. Аппарат при монтаже устанавливается на четырех опорах. Изготавливается вместимостью 8...25 м3.

 

Техническая характеристика бродильного аппарата М7-ТАВ

Полная вместимость, м3.............................................................................. 10,0

Внутренний диаметр, мм............................................................................1800

Давление в аппарате, МПа..........................................................................0,07

Масса, кг........................................................................................................490

Гидроциклонный аппарат изображен на рисунке 8, предназначен для осаждения скоагулировавших белков и хмелевых частиц в процессе отстаивания пива. Аппарат представляет собой цилиндрический резервуар с плоским днищем 1 и конической крышкой 3, снабженный теплоизоляцией 2 толщиной 50 мм, покрытой медной оболочкой. Он также оснащен коническим собирателем отстоя, вытяжной трубой, люком для обслуживания и наблюдения, патрубком для тангенциального ввода сусла, патрубками для вывода отстоя и сусла, головками для мойки.

Техническая характеристика гидроциклонного аппарата

Полная вместимость, гл................................... 12,5

Внутренний диаметр, мм.................................1200

Высота рубашки, мм........................................1125

Высота отстойника, мм....................................1880

Масса, кг............................................................305

Сервисная емкость изображена на рисунке 8предназначена для выдержки пива перед фасованием не менее 8... 12 ч при температуре в помещении не выше 2,5 °С. Она представляет собой цилиндрический вертикальный резервуар, состоящий из днища 4, кожуха 3, крышки 1, смотрового люка 2, опоры 5, спускного патрубка 6.

Перед подачей пива в сервисную емкость в ней создают давление. Для этого баллон с диоксидом углерода подсоединяют шлангом через спускной кран и переходник к емкости, устанавливают на редукторе давление. Открывают кран полностью и приоткрывают кран на очистной трубе. Диоксид углерода поступает в емкость под давлением, сначала вытесняя воздух через спускной патрубок 6, а затем создавая давление в емкости. Когда давление в емкости достигает необходимого значения, кран на очистной трубе закрывают и приступают к перекачке пика. Давление в емкости устанавливают ежедневно в соответствии с фактической температурой пива путем добавления диоксида углерода, который закачивают при помощи шланга через редуктор с предохранительным клапаном, установленный на емкости, из баллона.

Рис.8. Гидроциклонный аппарат (слева), сервисная емкость (справа)

Техническая характеристика сервисной емкости

Полная вместимость, т.........................................................................................2,5

Внутренний диаметр, мм............................................................................1400

Давление в аппарате, МПа..........................................................................0,07

Габаритные размеры, мм........................................................ 1400x1400x2697

Масса, кг........................................................................................................550

3.5 Расчет производительности вальцовой солододробилки и потребляемой ей мощности

Необходимым условием того, чтобы частицы продукта захватывались вальцами и дробились (см. рисунок 9), является соблюдение неравенства между втягивающим усилием F выталкивающей силой Р, показанное в формуле 3

 

                                                                                                   (3)

 

гдеƒ— динамический коэффициент трения частицы по поверхности вальцов (ƒ= 0,37); α — угол захвата, образованный касательными к поверхности вальцов в точках касания их с частицами материала, град (αmax= 40°).

 

Соотношение между размерами вальцов и частиц, поступающих на дробление, определяется зависимостью, показанной в формуле 4

 

                                                                                                 (4)     

где R, г —радиус вальцов и средний радиус частиц, поступающих на дробление, м; b — половина зазора между вальцами, м.

 

Рис. 9. Схема вальцов солододробилки

Объемная производительность солододробилки Поб (м3/ч) определяется по формуле 5, как произведение площади зазора между вальцами (или площади поперечного сечения непрерывного потока частиц, проходящих через этот зазор) на окружную скорость вальцов (или на скорость движения частиц):

                                             Поб = 3600πDBnLBb,                                             (5)

где  Поб - объемная производительность солододробилки, м3/ч

DB, - диаметр вальцов, м;

п - частота вращения вальцов, с-1;

LB - длина вальцов, м.

 

 Массовая теоретическая производительность  солододробилки определяется по формуле 6

                                                      Пм = Побρс                                                  (6)

где Пм – массовая теоретическая производительность солододробилки, кг/ч

 ρс - насыпная плотность товарного солода, кг/м3 (ρс = 530 кг/м3).

 

Необходимая мощность для вращения вальцов N, кВт определяется по формуле 7

                                                         N= ПфNуд,                                              (7)

где  Пф — фактическая производительность, кг/ч;

Nyд — удельная мощность, затрачиваемая  на 1 кг часовой производительности дробилки, кВт • ч/кг (Nya  = 0,004...0,005 кВт • ч/кг).

Для ориентировочных расчетов средней производительности дробилок на каждые 0,1 м длины вальцов приходится 100...150 кг для двух-вальцовых и 200...300 кг для четырехвальцовых дробилок.

Расчет вальцовой солододробилки:

Произведем расчет объемная производительности солододробилки по формуле 5.

Поб = 3600πDBnLBb

Поб = 3600 ∙3,14 ∙ 0,3 ∙ 2 ∙ 0,7 ∙ 0,001 = 4,7477 м3/ч

Произведем расчет массовой производительности солододробилки по формуле 6

Пм = Побρс

Пм = 22,608 ∙ 530 = 2516,281 кг/ч

Произведем расчет мощности, необходимой для вращения вальцов

N= ПфNуд

N= 2516,281 ∙ 0,005 = 12,581405 = 12,6 кВт

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В связи с успехом в проведении наших исследований и получением красноречивых данных следует сделать следующие выводы:

Фракционирование зерна ячменя является очень эффективным способом улучшения его технологических свойств.

Исключение из партий зерна различных фракций позволяет разделить ячмень по направлениям его дальнейшей переработки.

Разделение партий по направлениям дальнейшей переработки позволяет получать продукцию более высокого качества.

Исключение фракций менее качественного зерна позволяет увеличить стоимость всей партии, что окупает затраты на фракционирование.

Исходя из предложенных выводов можно сделать следующие предложения производству:

Так как фракционирование зерна в целом не является слишком энергоемким и затратным по времени процессом, его целесообразно применять как один из самых простых и полностью экологически чистых способов улучшения технологических свойств зерна ячменя. Следует совершенствовать оборудование и технологию процесса фракционирования, находя новые методы разделения зерна ячменя на фракции для ускорения и увеличения точности данного процесса, потому что качество продукции должно быть на первом месте!

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

Агафонов Е.В., Богачев А.Н. Удобрение пивоваренного ячменя на обыкновенном черноземе // Зерновое хозяйство. – 2001, №2, с. 28-29.

Айдиев А.Ю., Лазарев В.И. Технологические аспекты возделывания пивоваренного ячменя // Вестн. РАСХН. – 2005, № 1, с. 46-48.

Акимова О., Витол И., Карпиленко Г., Белецкий С. Агрофон – это важно // Хлебопродукты. – 2004, № 11, с. 39.

Андреева О.В., Жашко К.Т., Тартаковская И.Э., Полховская Е.С. Влияние биологически активных веществ на качество светлого ячменного пивоваренного солода // Пиво и напитки. – 1999, № 4, с. 20-22.

Аниканова З.Ф. Основы пивоварения. – В кн.: Технология переработки продукции растениеводства/под ред. Н.М. Личко. – М.: Колос, 2000, с. 187-199.