Контрольная работа по «Технологическое оборудование пивобезалкогольных предприятий»

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И  УПРАВЛЕНИЯ

 Филиал ГОУВПО «МГУТУ»  в г. Мелеузе

 

 

 

 

Контрольная работа

 

По дисциплине: «Технологическое оборудование пивобезалкогольных предприятий»

 

 

 

                                                                             Выполнил:

                                                                             Студент   3       курса

                                                                             Ф.И.О         Матвеева Е.В.

                                                                             Факультета:  ТМ

                                                                             Шифр: 750

                                                                             Специальность:  260100П

                                                                             Работа сдана на проверку:

                                                                             Преподаватель:

                                                                             Оценка:

 

                                                                             Дата регистрации:

                                                                             № регистрации:

                                                                             Подпись регистрирующего:

 

2014г

Содержание:

1. Каковы преимущества  и недостатки существующих солодовен……..3

2. Найти площадь  сит ящичной пневматической солодовни……………7

3. Рассчитывать  расход кондиционированного воздуха  на проветривание солода……………………………………………………………………………..8

4. Определить  тип варочного агрегата непрерывного  действия, привести техническую характеристику агрегата и схему разваривания………………. 10

5. Рассчитать  вместимость и геометрические  размеры разварника непрерывного действия………………………………………………………….12

6. Рассчитать  расход пара на разваривание  крахмалосодержащего сырья……………………………………………………………………………...16

7. Каковы устройство  и работа аппаратов полунепрерывного  разваривания? Описание, схема, принцип действия оборудования………….17

        Список  литературы…………………………………………………………25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Каковы преимущества и недостатки существующих солодовен

Токовая солодовня. Представляет собой помещение, в котором расположен пол "ток", на котором располагают зерно. Проращивание ведут 7-8 суток. Большим минусом таких солодовен является использование ручного труда и отсутствие механизации.  
Ящичная солодовня. Ящичная солодовня состоит из нескольких длинных открытых солодорастильных ящиков, разделенных между собой стенкой. Свежепроросший солод, выращиваемый в ящичной солодовне, по своему химическому составу близок к токовому. В результате уменьшение потерь на дыхание и развитие ростков выход солода и его экстрактивность примерно на 1 процент выше, чем выход солода, приготовленного в токовой солодовне.  
Этот тип солодовни в последние десятилетия приобретает наибольшее распространение. Современные солодовни - типа "передвижная грядка" и башенного типа - основаны на принципе ящичной солодовни, которая получила название по имени ее изобретателя - Saladin. Работа таких установок такая же, как и в простых ящичных солодовнях. Аэрация в старых установках осуществлялась с помощью вытяжных вентиляторов, которые с перерывами подавали воздух в материал через общую увлажнительную установку. В современных солодорастильных барабанах ящичного типа системы Saladin каждая грядка оснащается своим напорным вентилятором с агрегатом для увлажнения и охлаждения, причем аэрация осуществляется непрерывно. В аппаратах системы Saladin грядки легкодоступны для осмотра и контроля. В них благодаря равномерности слоя материала обеспечивается и равномерная вентиляция.  
Солодовня передвижная грядка. В солодовне с передвижной грядкой, отличающейся от обычной ящичной солодовни только наличием ковшового ворошителя вместо шнекового, проращиваемое зерно постепенно перебрасывается ковшовым ворошителем вдоль ящика от места загрузки зерна до места выгрузки солода. Солодовня с передвижной грядкой представляет собой длинный ящик, в котором подситовое пространство разделено перегородками на секции, число которых равно числу суток ращения солода. Ворошитель состоит из системы скребков и возвышается над двумя ящиками, благодаря чему можно полностью разровнять солод в следующем ящике. За последним ящиком располагается либо встроенная сушилка, либо бункер для транспортирования свежепроросшего солода. Поскольку сушилка требует большой площади, ворошитель должен исполнять и функцию по выгрузке из нее солода.  
Солодорастильные аппараты барабанного типа. Представляют собой горизонтальный стальной цилиндрический корпус, установленный на двух парах опорных роликов. Проращиваемое зерно продувают кондиционированным воздухом, а перемешивают в результате медленного вращения барабана. Барабанные солодовни бывают закрытые и открытые. Особенностью закрытых барабанов – полная изолированность проращиваемого зерна от внешних условий. Существует два типа закрытых барабанов: с плоским ситом и с ситчатыми трубами. Барабанные солодовни с ситчатыми трубами во многом устроены идентично вышеописанному аппарату, но в центре барабана закреплена ситчатая труба. Кондиционированный воздух нагнетается или в подситовое пространство или в ситчатую трубу, в зависимости от типа солодовни. Качество солода, выращенного в такой солодовне, хорошее. Он достаточно растворен и имеет свежий вид и чистый солодовый запах.  
При правильном ведении процесса свежепроросший солод имеет свежий запах и характеризуется хорошо сохраненным зародышем.  
Шахтные солодорастильные установки. Применяют в солодовнях непрерывного действия. Основу способа составляют оросительное замачивание ячменя и непрерывное проращивание ячменя в газовой среде с повышенным содержанием СО2. Такой способ орошения ячменя дает возможность вымывать диоксид углерода из межзернового пространства и поддерживать одинаковые условия замачивания по всему объему замочной камеры. После непрерывного замачивания ячмень перекачивают гидротранспортом в аппарат для удаления поверхностной влаги, где оно содержится около 4 часов, после чего его направляют в верхнюю растильную камеру шахты. Общая продолжительность проращивания составляет 135 часов. Свежепроросший солод выгружают из нижней части растильной камеры в приемный бункер, из которого конвейером и норией транспортируют на сушку.  
Солодорастильные аппараты круглого сечения. Конструктивные особенности солодорастильных аппаратов круглого сечения делают их наиболее предпочтительными при использовании в современных солодовнях башенного типа, где их размещают по вертикали один под другим. Но в последнее время такие аппараты можно встретить и в традиционной компоновке солодовни, где все солодорастильные аппараты размещены на одном уровне. Изготавливают два вида таких аппаратов: со стационарным и вращающимся днищем. Их оснащают шнековыми ворошителями, поэтому принцип их работы (за исключением загрузки и выгрузки) аналогичен ящичным солодовням. Ситчатое днище аппарата имеет кольцевую форму, поскольку в его центре расположен поворотный бункер, через который осуществляют выгрузку солода. Над ситчатым днищем расположен ворошитель карусельного типа, который может вращаться вокруг центральной оси в разных направлениях. Помимо ворошения с его помощью осуществляют выгрузку свежепроросшего солода и увлажнение зерна в процессе проращивания. Для увлажнения зерна над вертикальным шнеком установлены распылительные форсунки, к которым подведена вода. В процессе солодоращения зерно продувают кондиционированным воздухом, нагнетаемым вентилятором в подситовое пространство.  
Солодорастильные аппараты с подвижным днищем применяют в солодовнях повышенной мощности. Единовременная загрузка в них может достигать 700 тонн. В этом случае аппарат оснащают конструкцией, внутри которой обычно монтируют трубы для самотечного перемещения зерна сверху вниз. Такие солодорастильные аппараты применяют реже, так как они сложнее по конструкции и дороже в изготовление, более металлоемки.  
Непрерывные системы солодоращения. Система Domalt. Солодовни типа передвижная грячка и башенного типа являются установками полунепрерывного действия. Ячмень замачивается в одном месте далее поступает в солодорастильную установку, а затем направляется в солодосушилку, обычно непосредственно примыкающую к ней. Продолжительность пребывания в отдельных аппаратах или на участках ситовой поверхности составляет в зависимости от особенностей технологии 9,12 или 24 ч. Непрерывно действующая установка позволяет увязать продолжительность проращивания с характеристиками той или иной партии ячменя. Так, период замачивания и проращивания двухрядных ячменей длится около 100-110 ч, а у многорядных - 70-80 ч. По сравнению с обычными такая установка обеспечивает существенное сокращение продолжительности солодоращения за счет ускоренного проращивания при более низкой влажности и непрерывного перехода от одной стадии проращивания к другой, однако максимальная влажность здесь, как правило, выше, чем, например, в обычной ящичной солодовне. Все эти факторы ускоряют прохождение цитолиза и активизируют действие других групп ферментов, что проявляется также в увеличении объема зерна после сушки.  
Подобная система дает возможность применить полностью автоматическое управление с небольшими трудозатратами и сокращением расхода воды. 

 

 

2. Найти площадь сит ящичной пневматической солодовни.

Дано: производительность завода 2000 дал.сутки

Расход крахмала. Для получения 100 дал спирта расходуется 100 : 065,6=1,524 т, или 1524 кг условного крахмала.

Или 1524∙ 2000/100=30480 кг усл. кр. Или 49939,2кг зерна

На осахаривание этого количества крахмала будет израсходовано 30480 ∙ 0,155 = 4724,4 кг солодового зерна.

Всего с солодовым зерном (с учетом потерь на солодоращение) будет введено 4724,4 ∙ 0,47 ∙ 0,84 = 1865,19 кг крахмала.

С пшеницей, поступающей на разваривание, вводится

30480 — 1865,19=28614,8 кг крахмала.

Определение площади сит ящиков

Площадь сит каждого ящика определяют в зависимости от производительности солодовни, высоты слоя и натуры зерна. 
                        f=1,4*4724,4/1,67*0,9=4159,8м2 

 

 

 

 

 

 

 

3. Рассчитывать расход кондиционированного воздуха на проветривание солода

Если принять нагрузку сит ящика 300 кг зерна на 1м2 то открытая поверхность солода на 1 т зерна составит 3,3 м2.

Пусть температура воздуха в солодовне 14°, а средняя температура солода 18°. Тогда потери тепла:

                          Q8=ɑ∙F∙∆t =8∙3,3∙ (18-14)=105ккал/час

где α - коэффициент теплоотдачи, условно принимаемый нами для теплоотдачи с поверхности солода равным 8 ккал/м2 час°.

За время проращивания:

                             Q8=105*24*7=17640ккал.

Расход воздуха:

L= Q1 + Q2- Q5- Q8 = 11796+179697-13085-17640=52367кг

          I2 – I1                           10,2-7,13         

Удельный вес кондиционированного воздуха равен:

где х - влагосодержание воздуха, в кг/кг. 

ϒ=  _____р(1+х)_______ = 10330 (1+0,00788)______ = 1,24 кг/м3 

           47,1(0,622+х)Т            47,1(0,622+0,00788)283    
 
Объем расходуемого воздуха равен:

                                         V= 52367/1,24=42197м3 
 
Средний часовой расход воздуха на 1 т ячменя при непрерывном проветривании солода в течение 6,5 суток (первые 12 час. зерно согревается и не проветривается) будет равен: I1=7,13ккал/кг

Для определения максимального часового расхода воздуха необходимо составить тепловой баланс на каждые сутки проращивания. Однако распределение потерь сухих веществ по суткам для большинства способов проращивания не изучено, и поэтому не всегда возможно составить баланс на каждые сутки. Для ориентировочных расчетов максимального расхода воздуха предлагаются следующие значения коэффициента неравномерности, вычисленные методом теплового баланса по опытным данным.

При индивидуальной установке (при каждом ящике или барабане свой вентилятор) 1,8.

При групповой установке

1 вентилятор на 2 ящика (барабана)          1,6

1 »............. » 4 »                                         1,3

1 »                 » 8 ящиков »                            1,0

 
Таким образом, при индивидуальной установке производительность вентилятора на 1 т ячменя в условиях данного примера должна равняться

270*1,8=490м3/час 

 

 

 

 

 

 

 

4.Определить тип варочного агрегата  непрерывного действия, привести техническую характеристику агрегата и схему разваривания

    Аппаратурно-технологическая  схема производства спирта из  крахмалистого сырья представлена на рисунке 1.

    Зерно предназначенное  для переработки поступает автомобильным  транспортом в приемный бункер  ( 1), откуда норией ( 2) непрерывно  поступает на зерноочистительный  сепаратор ( 3), где очищают зерно  от сорных примесей и подают  в накопительные бункера( 5). Сорные примеси шнеком (4) подают в бункер  для удаления шлама  14/3), откуда удаляют автомашиной через веса на склад. Пыль отсасывают аспирационной системой вентилятором ( 14) в батарейный циклон ( 14/1), по мере накопления пыль удаляют из циклона автомашиной через веса на склад. Очищенное зерно норией (6) поднимают в промежуточный бункер (7 ) откуда непрерывно подают на одну из молотковых дробилок ( 8, 9). Измельченное зерно направляют в смеситель-

предразварник ( 11) для приготовления   замеса, сюда же поступает теплая вода с температурой 40- 50 0. Соотношение зерно : вода составляет 1 : 3 ,

затем массу нагревают острым паром до 60 – 65 0 . Полученный замес  насосом ( 12) подают на контактную головку ( 16), где нагревают острым паром до температуры разваривания, после чего масса поступает в колонный агрегат непрерывного действия, работающий под давлением и состоящий из двух колонн 1 ступени  ( 17/1 , 17/2 ) и трех колонн 2 ступени ( 18/1, 18/2, 18/3 ).Режим разваривания зависит от вида исходного сырья. Из последней колонны масса поступает в паросепаратор (19) и далее в вакуум – осахариватель (20) в котором происходит охлаждение разваренной крахмалосодержащей массы до температуры осахаривания. В вакуум осахариватель насосом –дозатором ( 34) через камнеловушку ( 33) из расходного бака ( 32) подают разведенные артезианской водой ферментные препараты источники альфа –амилазы и глюкоамилазы, необходимые для осуществления гидролиза крахмала сырья. Продолжительность осахаривания составляет 30 мин Вакуум в аппарате создают с помощью барометрического конденсатора ( 24 ) и вакуум насоса.(26/1, 26/2, 26/3 ). Барометрическую воду сбрасывают в сборник ( 25). Ферментные препараты хранят в  сборниках ( 28/1, 28/2 ) откуда насосом (30) перекачивают в мерник (31) и далее для дозирования  в зависимости от активности осахаривающего материала самотеком в расходную емкость ( 32) для приготовления суспензии ферментных препаратов осахаренное сусло выходящее из вакуум –осахаривателя через камнеловушку ( 21 ) или периодически из вакуум – осахаривателя направляют в дрожжевое отделение для приготовления производственных дрожжей.

    Охлажденное  до температуры складки в теплообменнике  сусло поступает в бродильные  чаны ( 43 ). Приготовление дрожжей  проводят сначала в дрожжанках ( 35) на пастеризованном подкисленном сусле. Зрелые дрожжи из дрожжанки насосом ( 37) в количестве 20% перекачивают в маточник   ( 3 5а), а остальные дрожжи в количестве 80% передают в возбраживатель ( 36 ) , куда доливают  сусло насосами ( поз22) через теплообменник.. Для подкисления дрожжевого сусла используют серную кислоту, которую транспортируют в емкости ( 39), затем переливают в емкость (41 ), откуда насосом (40) закачивают в расходный мерник ( 42),  и самотеком дозируют в дрожжанки и возбраживатели. Зрелые дрожжи из возбраживателя передают в бродильные чаны ( 43) , где происходит процесс брожения периодическим способом. Зрелую бражку насосом ( 44, 45, ) перекачивают в отделение брагоректификации в   бражную яму(регламент ч 2)

    Пары спирта , выделяющиеся из бродильных чанов вместе с диоксидом углерода, улавливают спиртоловушкой (48) и абсорбером (47).  Водно спиртовая жидкость из спиртоловушки  через запорную арматуру сбрасывается  в  сборник (50)  , далее   в коллектор  перекачивания бражки в отделение БРУ. Очищенный от паров спирта СО2 направляется в углекислотный цех.

5.Рассчитать вместимость и геометрические  размеры разварника непрерывного действия.

В настоящем разделе приведен расчет продуктов для описанной в вопросе 4 аппаратурно-технологической схемы производства спирта при следующих данных:

• производительность по спирту — 2000 дал/сут;

• сырье, используемое для производства спирта, (в качестве примера) рожь, крахмалистостью-52% и влажностью-14,0%;

• степень измельчения ржи: проход через сито с диаметром отверстий  1мм не менее 70%;

-осахаривающий  материал: комплексный ферментный препарат микробного происхождения Амилоглюкаваморин Гх с активностью глюкоамилазы 110 ед/см и альфа-амилазы 30 ед/см . Расход препарата рассчитывают по глюкоамилазе, исходя из нормы 6,2 ед ГлС на 1 г условного крахмала сырья;

-выход  спирта из 1 т условного крахмала  ржи-65,5 дал. С учетом надбавки 0,7 дал на замену солода ферментными препаратами.

Расчет дан на 100 дал безводного спирта.Крахмал

Расход крахмала для получения 100 дал спирта:

100 : 65,5 = 1,5267 т  или 1526,7 кг где 65,5 - выход спирта из 1 т условного крахмала ржи, дал.

Состав ржи представлен в таблице 12. Таблица 12 Состав ржи