Сусловарочный аппарат

Технологический процесс производства пива состоит из следующих основных операций: приёма, хранения, очистки и дробления солода, приготовления пивного сусла, получения чистой культуры дрожжей, сбраживания пивного сусла, осветления и розлива пива в бутылки, бочки, автотермоцистерны. В свою очередь, получение пивного сусла состоит из процессов приготовления затора, кипячения сусла с хмелем, осветления и охлаждения сусла.

Кипячение сусла с хмелем является неотъемлемым и очень важным технологическим процессом. При этом происходит экстрагирование и превращение горьких и ароматических веществ хмеля ( охмеление сусла), осаждение (коагуляция) высокомолекулярных белков, инактивация ферментов, стерилизация сусла, образование редуцирующих веществ, испарение части воды, которые влияют на качество пива. Поэтому важно правильно и разумно проводить данный процесс, так как от этого зависит конечный выход продукта, экономика и конкурентоспособность предприятия в целом.

Для варки пивного сусла с хмелем и выпаривания части воды для получения сусла определенной плотности предназначены сусловарочные аппараты. По конструкции эти аппараты представляют собой сварной цилиндрический резервуар с паровой рубашкой, сферическим днищем и крышкой, обеспечивающей интенсивную круговую циркуляцию кипящего сусла. В аппаратах открытого типа открытого типа ВСЦ-1А и ВСК-5 (на 1000 и 5000 кг затора) интенсивность испарения составляет 5…6% в час при длительности кипячения сусла 1,5…2 ч. При кипячении сусла под давлением 0,03…0,05 МПа в котлах ВСЦ-1,5 и ВСК-3 (на 1500 и 3000 кг затора) достигается более полная коагуляция белков, повышаются биологическая стойкость пива и коэффициент теплопередачи.

Интенсивная циркуляция сусла обеспечивается работой мешалки и неравномерностью нагрева у стенок и в середине котла. Так как сусло возле стенок нагревается сильнее за счет большей поверхности теплопередачи, чем в середине, то возле стенок образуются пузырьки пара, вытесняемые более плотной и холодной жидкостью из середины котла. Таким образом обеспечивается непрерывное перемешивание сусла.

Для обогрева сусловарочных аппаратов, работающих под давлением, можно использовать вторичный пар, что снижает общий расход греющего пара. Наиболее простой способ использования вторичного пара - выпарка с термокомпрессией.

В данной работе мы произведём расчёт геометрических размеров и поверхности теплообмена сусловарочного аппарата в соответствии с исходными данными, так как эти параметры являются важнейшими для правильного проведения технологического процесса. Также мы вычислим расход пара, необходимого для кипячения сусла с хмелем, и мощность электродвигателя мешалки.

1. Расчёт объёма и геометрических размеров сусловарочного аппарата


Объём сусловарочного аппарата (м 3 ) определяем, исходя из его необходимой производительности по формуле:

. (1.1)

где - необходимая производительность сусловарочного аппарата, кг/ч;

ф ц - продолжительность цикла кипячения сусла с хмелем, ч. ф ц = 1,5 ч;

- плотность сусла, кг/ м 3 ;

ц - коэффициент заполнения сусловарочного аппарата, ц = 0,85.

Объём сусловарочного аппарата можно также определить по начальному количеству сусла. Плотность сусла определим по начальному количеству сухих веществ (= 9,5%) уравнением интерполяции:

В соответствии с заданным G сус ла = 7000 кг, полный объем аппарата равен:

Диаметр корпуса сусловарочного аппарата равен:

, (1.11)

где d 0 - диаметр отверстия для спуска сусла. Примем d 0 = 0,2 м [1], тогда

Находим толщину стенки днища по формуле:

, (1.12)

где Р - наружное избыточное давление, МПа;

[у ] - допускаемое напряжение при сжатии, МПа;

ц - коэффициент прочности сварного шва, ц =1;

С - прибавка к расчётной толщине, С = 0,002 м.

Обычно оптимальными для сусловарочных аппаратов являются рабочее давление Р = 0,25 МПа и допускаемое напряжение при сжатии для стенки, изготовленной из Ст 3 [у ] = 10 МПа, тогда:

По рассчитанным размерам для начального количества суслаG сус ла =7000кг выбираем стандартный сусловарочный аппарат типа ВСЦ-1,5, техническая характеристика которого представлена в таблице 1 [1].

Таблица 1 - Техническая характеристика сусловарочного аппарата ВСЦ-1,5

По материалам сайта: http://2dip.ru