Технологические расчеты в бродильных производствах (стр. 5 из 16)
, (14)где Мя — масса сортированного ячменя, кг; Wя — масса воды, содержащейся в ячмене, кг.
При влажности сортированного ячменя 13,5% масса сухих веществ в нем составит
кг.Суммарные потери сухих веществ при замачивании (Пз) складываются из потерь на сплав (1%) и на выщелачивание (0,6%), т.е. составляют 1,6%. Поэтому масса сухих веществ в ячмене после замачивания
кг. (15)Масса замоченного ячменя
кг, (16)где Wзя — влажность замоченного ячменя, %.
Потери сухих веществ на дыхание (Пд) при проращивании составляют 5,7%, поэтому масса потерь на дыхание будет
кг. (17)Отсюда масса сухих веществ свежепроросшего солода
кг, (18)а масса свежепроросшего солода при влажности его 44%
кг. (19)Для расчета тепла, вносимого в солодовню с замоченным зерном, необходимо определить удельную теплоемкость зерна. Удельную теплоемкость всякого влажного продукта можно определить как средневзвешенную величину удельных теплоемкостей сухих веществ данного продукта и воды по формуле
, (20)где сСВ и св — удельная теплоемкость сухих веществ и воды соответственно, кДж/(кг∙К); Х — массовая доля сухих веществ во влажном продукте.
Удельная теплоемкость сухих веществ зерна или солода для ячменя, овса, проса и ржи составляет 1,423 кДж/(кг∙К), для пшеницы 1,51 кДж/(кг∙К). Удельная теплоемкость воды составляет 4,19 кДж/(кг∙К). Подставив все необходимые значения в формулу (20), найдем
кДж/(кг∙К).Тепло, вносимое в солодовню с замоченным зерном
кДж.Аналогично рассчитаем удельную теплоемкость свежепроросшего солода и тепло, выносимое из солодовни со свежепроросшим солодом:
кДж/(кг∙К); 
кДж.Тепло, выделяющееся при проращивании солода, составляет
кДж.Потери тепла в окружающую среду происходят преимущественно с открытой поверхности солода. Площадь открытой поверхности солода можно принять примерно равной площади сит солодовни. Замоченный ячмень будет иметь объем
м3,где 660 — объемная масса замоченного ячменя, кг/м3 (см. приложение 1).
Высота слоя замоченного зерна по условию составляет 0,6 м, следовательно, замоченный ячмень будет занимать площадь F=37,5/0,6=62,5 м2. Отсюда потери тепла в окружающую среду составят
кДж.Энтальпию кондиционированного и отработанного воздуха можно определить по формуле
, (21)где свзд — удельная теплоемкость абсолютно сухого воздуха (1,005 кДж/(кг∙К)); сп — удельная теплоемкость водяного пара (1,88 кДж/(кг∙К)); t — температура воздуха, °С; x — влагосодержание влажного воздуха, кг/кг (определяется по диаграмме I–xили по приложению 5); r — теплота испарения воды при 0°С (2500 кДж/кг); φ — относительная влажность воздуха, доли единицы.
Подставив соответствующие значения для кондиционированного и отработанного воздуха, получим:
Iк= 1,005×12 + 1,88×12×0,0089×0,98 + 2500×0,0089×0,98 = 34,06 кДж/кг;
Iо= 1,005×16 + 1,88×16×0,01159×0,84 + 2500×0,01159×0,84 = 40,71 кДж/кг.
Все вычисленные значения подставляем в выражение (13)
кг.Объемный расход воздуха за весь период солодоращения составит
м3,где 1,239 — плотность воздуха при нормальном давлении и температуре 12єС, кг/м3.
При восьмисуточном проращивании проветривание солода проводится в течение 6,5 суток, т.е. удельный часовой расход воздуха на проветривание составит
м3/ч.2.3. Определение показателей работы солодовни
При производстве солода неизбежны технологические потери. Из–за больших изменений, которые претерпевает объем и масса зерна в процессе переработки на солод, потери сухих веществ сложно учитывать. Обычно потери при солодоращении вычисляют по разности между массой сортированного ячменя, поступающего на замачивание, и массой готового выдержанного солода. Эти потери можно условно разделить на истинные и кажущиеся. Кажущиеся потери возникают из–за разницы во влажности ячменя и готового солода. Истинные потери — это потери на сплав, выщелачивание, дыхание и образование ростков.
Количество потерь зависит от сорта вырабатываемого солода, качества исходного зерна, режима замачивания и проращивания.
2.3.1.Расчетные формулы и справочные материалы
Суммарные потери при солодоращении
, (21)где Мя и Мвс — масса сортированного ячменя и выдержанного солода соответственно, кг.
Истинные потери определяют продуктовым расчетом или учитывая сухие вещества сортированного ячменя и готового солода:
. (22)Потери можно также определить как разницу между 100% и выходом солода на сухое вещество (ВСВ), который рассчитывается по формуле
, (23)где Wя и Wвс — соответственно влажность сортированного ячменя и готового выдержанного солода, %.
Оценить качество работы солодовни можно, сравнивая плановый выход солода с фактическим, рассчитанным по уравнению (23). Плановый выход солода определяется по формуле
, (24)где ВСВбаз — базисный выход солода на сухое вещество, принятый при крупности ячменя 60%, массовой доле белковых веществ в ячмене 11,0% на сухое вещество и продолжительности проращивания 7 суток (87,6%); ΔСк — уточнение на качество сортированного ячменя, %; ΔСп — уточнение на продолжительность солодоращения, %. Поправки ΔСк и ΔСпопределяют по таблицам 8 и 9.
Таблица 8. Уточнения базисного выхода солода на качество
сортированного ячменя
| Содержание белка, %СВ | DСк (%) при крупности ячменя, % | |||||
| 40–50 | 51–59 | 60–64 | 65–70 | 71–85 | 86–90 | |
| 9,0–10,5 | –0,4 | –0,1 | +0,1 | +0,3 | +0,5 | +0,6 |
| 10,6–11,4 | –0,5 | –0,2 | 0 | +0,2 | +0,4 | +0,5 |
| 11,5–12,0 | –0,6 | –0,3 | –0,1 | +0,1 | +0,3 | +0,4 |
| 12,1–13,5 | –0,7 | –0,4 | –0,2 | –0,1 | +0,1 | +0,2 |
Таблица 9. Уточнения базисного выхода солода на
продолжительность проращивания
| DСп (%) при продолжительности проращивания, сут | |||
| 5 | 6 | 7 | 8 |
| +1,5 | +1 | 0 | –0,8 |
2.3.2. Пример
Определить общие, кажущиеся и истинные потери при солодоращении, если за отчетный период было переработано 5000 кг ячменя влажностью 14,2% и крупностью 65% и получено 3900 кг готового солода влажностью 5%. Содержание белка в исходном ячмене составляло 11,6%. Солодоращение восьмисуточное.
Решение. Общие потери определяем по формуле (21)
кг.Истинные потери находим как разницу между массой сухих веществ сортированного ячменя и готового солода
кг.Таким образом, кажущиеся потери составляют
кг.Выход солода на сухое вещество за отчетный период найдем по формуле (23)
%,тогда потери сухих веществ составят
%.Плановый выход солода установим по формуле (24) с учетом поправок, найденных по таблицам 8 и 9:
%.Сравнение планового и фактического выходов солода дает возможность установить, что за отчетный период солодовней произведено солода меньше на 0,54%.