Расчёт продуктов производства

Расчёт продуктов производства

11%-ое пиво готовится из 85% светлого солода и 15% ячменя.

Следовательно, масса солода Q’ = 85 кг, масса ячменя Q’’ = 15 кг.

Отходы солода при полировке ПП = 0,5% к массе, т.е.

Оп = Q’ = 85 = 0,43 кг.

Количество полированного солода:

Qпс = Q’ = 85 = 84,58 кг.

При влажности солода W’=5,5% и ячменя W’’=11,8 количество сухих веществ в солоде:

Q’св = Qпс = 84,58 = 79,92 кг

в ячмене:

Q’’св = Q’’ = 15 =13,23 кг

Экстрактивность солода Э’ принимается равной 81,2% и ячменя Э’’=78,3% массы сухих веществ. Следовательно, содержание сухих веществ в солоде:

Q’эв = Q’ = 79,92 = 64,89 кг

в амаранте:

Q’’эв = Q’’ = 13,23 = 10,3 кг

Общее количество сухих веществ:

Qсв = Q’св + Q’’св = 79,92 + 13,23 = 93,15 кг

Экстрактивных веществ:

Qэв = Q’эв + Q’’эв = 64,89 + 10,3 = 75,19 кг

Потери экстракта в варочном цехе Пэ равняются 2,6% к массе зернопродуктов:

Qпэ = Q’ = 100 = 2,6 кг.

Следовательно, в горячее сусло перейдет экстрактивных веществ:

Эс = Qэв – Qпэ = 75,19 – 2,6 = 72,59 кг.

Масса сусла равна:

Qc = Эс = 72,59 = 659,84 кг,

где e – массовая доля сухих веществ в начальном сусле (11%).

Объем сусла при 20 :

Vc = = = 631,90 дм3,

где d – плотность сусла при 20 (1,0442 кг/л).

Коэффициент объемного расширения при нагревании сусла до 100 равен 1,04. С учётом этого коэффициента объем горячего сусла Vгс равен:

Vгс = 631,9 1,04 = 657,17 дм3.

Потери сусла Пхд в варочном цехе с солодовой и хмелевой дробиной, на стадии осветления и охлаждения сусла равны для 11%-го пива 6% от объема горячего сусла.

Объем холодного сусла:

Vхс = Vгс = 657,17 = 617,73 дм3.

Потери в отделении главного брожения Пб принимаются равными 2,3% объема холодного сусла. Объем молодого пива:

Vм.п. = Vхс = 617,73 = 603,52 дм3.

Потери сусла в отделении дображивания и отделении фильтрования Пдф для 11%-го пива = 2,35% объема молодого пива, в том числе потери при фильтровании Пф 11%-го пива достигают 1,55%. Следовательно, потери при дображивании Пд = Пдф-Пф, т.е. 0,8%.

Объем нефильтрованного пива:

Vнф = Vмп = 603,52 = 598,7 дм3.

Объем фильтрованного пива:

Vфп = Vмп = 603,52 = 589,33 дм3.

Общие видимые потери по жидкой фазе определяются по разности между объемом горячего сусла и товарного пива и составляют:

Пж = Vгс – Vтп = 657,17 – 589,33 = 67,83 дм3 = = 10,3%.

Определение расхода хмеля:

H = = = 8,78 г/дал товарного пива,

где Гс – норма горьких веществ в горячем сусле, г/дал;

Nг – массовая доля гранулированного хмеля в общем количестве хмелепродуктов, %; 0,9 – коэффициент снижения расчётной нормы расхода гранулированного хмеля за счёт более полного использования горьких веществ;

d – массовая доля -кислот в гранулированном хмеле, %;

W – влажность гранулированного хмеля, %;

Определение количества отходов.

Количество дробины солодовой и хмелевой, шлама сепараторного в расчете на 100 кг зернопродуктов берется из «Норм технологического проектирования» по сортам пива.

11%-ое пиво:

солодовая дробина (W=88%) 201,4 кг/100 кг зернопродуктов

хмелевая дробина (W=85%) 4,9 кг/100 кг зернопродуктов

шлам сепараторный (W=80%) 1,75 кг/100 кг зернопродуктов

При брожении сусла по классической схеме получается 0,8 дм3 избыточных дрожжей влажностью 88% на 10 дал сбраживаемого сусла. Исходя из этого, количество избыточных дрожжей на 100 кг сырья для 11%-го пива составит:

= = 4,94 дм3.

На 1 дал готового пива при главном брожении выделяется 150 г диоксида углерода, который может утилизироваться. Годовое количество СО2 для 11%-го пива:

QCO2 = 0,15 = 0,15 2,8 = 0,42 млн. кг,

где – объем товарного пива за год

Исправимый брак пива из цеха розлива составляет 2% по всем сортам пива.

Vиб = 0,02 = 0,02 2,8 млн. дал = 0,056 млн. дал

Кизельгуровый осадок на 10 дал пива всех сортов составляет 0,6 кг.

Выход семенных дрожжей на 10 дал сбраживаемого сусла для сбраживания по классической схеме составляет 0,7 дм3. Следовательно, количество семенных дрожжей на 100 кг сырья составляет:

= =4,32 дм3

По результатам расчёта составляет сводная таблица, куда вносятся данные расчёта на 100 кг зернопродуктов, на 1 дал и на годовую производительность.

Расчет и подбор технологического оборудования

(пример на 8 млн дал)

Выбор варочного агрегата

Суточный расход зернопродуктов:

Qcут = т.

где Qгод – количество зернопродуктов, перерабатываемых за год, т;

а – доля максимального месячного выпуска пива от годового (а=0,1);

nмес - число дней работы в месяце (nмес = 28,5). 9

Переработку 54,130 т в сутки может обеспечить автоматизированный варочный агрегат с единовременной засыпью 10 т. Оборачиваемость варочного агрегата – это количество варок в сутки:

n =,1

где Q – единовременная засыпь.

Коэффициент оборачиваемости при использовании сырья более 15% несоложеных материалов равен 5.

В состав автоматизированного варочного агрегата (табл. 1) входят заторный аппарат (2 шт.), фильтрационный аппарат (1 шт.), сусловарочный аппарат (1 шт.), сборник первого сусла (1 шт.) и гидроциклонный аппарат (1 шт.).

Вспомогательное оборудование варочного цеха

К вспомогательному оборудованию относят насосы, сборник промывных вод.

Насосы.

Производительность насосов: П =,

Где Qнас - объем перекачиваемого продукта, м3;

- время перекачивания, мин.

Заторный насос. Согласно установленному режиму затирания вся масса из заторного аппарата должна перекачиваться в течение 20 минут. Из 1 т зернопродуктов получается 3-3,5 м3 заторной массы. Обьем заторный массы из 10 т зернопродуктов получается:

V3 = 10 3,5 = 35 м3

Подача насоса для массы затора 35 м должна быть не менее

3/ч

Для перекачки затора используют насосы типа ФГ – центробежные, одноступенчатые. Из насосных каталогов выбираем насос марки ФГ-144/10,5 с подачей 75,6-200 м3/час.

Сусловый насос. Согласно принятому режиму кипячения сусла с хмелем перекачка охмеленного сусла из сусловарочного аппарата продолжается 30 мин. Наибольший объем сусла получается при кипячении 11%-го пива и согласно продуктовому расчету составляет 657,17 дм3 на 100 кг перерабатываемых зернопродуктов. Следовательно, из одной варки получается сусла:

V = Vгс Q 10 = 657, 17 10000 10 = 65,72 м3. 10

Производительность насоса должна быть:

3/ч

Для перекачки горячего сусла используется центробежные насосы одноступенчатые, консольного типа, предназначенные для подачи воды и других жидкостей температурой 100-110. Принимаем насос типа Ду 125. Мощность электродвигателя 22кВт, частота вращения n = 1400 об/мин.

Насос мутного сусла. Подбирается из условий, что количество мутного сусла, возвращаемого на фильтрование, составляет 10% от объема заторной массы, и возврат длится 10 мин. Тогда расчётная подача насоса составляет:

3/ч

Принимаем к установке насос. Мощность электродвигателя 1,5 кВт, частота вращения n = 1400 об/мин.

Насос для удаления дробины. Согласно продуктовому расчету большее количество дробины образуется при варке 12%-го пива – 204,9 кг. Следовательно, из одной варки получится дробины:

Для удобства перекачки дробина разбавляется водой (4-5л на 1кг), тогда объем разбавленной дробины, направляемой в сборник, будет составлять:

20490 4 = 81960 дм3.

Откачка дробины из фильтрационного аппарата длится 15 мин, поэтому расчетная подача насоса составляет:

= 327,8 м3/ч.

Принимаем к установке 2 насоса. Мощность электродвигателя 11/5,5 кВт, частота вращения n = 1440/720 об/мин.

Сборник промывных вод представляет собой горизонтальный цилиндрический резервуар со змеевиком для нагревания промывных вод до 70-75. Его вместимость на каждую тонну зернопродуктов, поступающих на варку, принимается равной 2,4 м3 и рассчитывается на два затора. Общая вместимость сборника:

V = Q 2,4 2 = 10 2,4 48 м3.

Диаметр сборника принимаем 4 метра, тогда его длина равна: 11

L = = = 4м.

Бункер суточного запаса ячменя рассчитывается на суточный расход 2, 60 т. Объем бункера рассчитывается по формуле:

Vб/у = 3.

Геометрически размеры бункера для ячменя при стороне квадрата

a = 2,0 м и угле естественного откоса = 36 высота пирамидальной части:

h =

Высота прямоугольной части:

H = - - 0,8 м.

Оборудование дробильно-полировочного отделения

Для подачи зерна из приемного бункера к нории и для распределения его по силосам применяют ленточные транспортеры и шнеки. Производительность нории и транспортеров, а также автоматических весов должна обеспечивать максимальное часовое поступление зернопродуктов. Принимая, что отпуск зернопродуктов производится в дневную смену ежедневно в течение 3 часов, производительность нории:

П = = = 18,04 т/час.

Для подъема зернопродуктов принимаем норию НЦГ-20 производительностью 20 т/час по «тяжелому» зерну. Производительность нории по солоду:

Пс = = = 12,58 т/час,

где с – насыпная плотность «тяжелого» зерна.

Для подачи зерна к нории принимаем ленточный транспортёр 4025-40 с шириной ленты 400 мм и скоростью движения 1,25 м/с. Производительность транспортера:

Птр = 155 В2 v = 155 0,42 1,25 0,53 = 16,43 т/час,

где B – ширина ленты, мм;

v – скорость ленты, м/с;

– насыпная плотность, т/м3

Весы автоматические. Для взвешивания зернопродуктов принимаем автоматические весы производительностью 8-24 т/час. 12

Бункеры для хранения суточного запаса зернопродуктов

Бункеры производственного запаса должны вмещать суточный запас светлого солода:

Vсут с = = 46,72 т.

Бункер суточного запаса светлого солода рассчитывается на суточный расход 46,72 т. Объем бункера для светлого солода рассчитывается по формуле:

Vб/с = = = 96,96 м3,

где 1,1 – коэффициент запаса вместимости

с – насыпная плотность; для солода 0,530 т/м3.

Принимают квадратные бункеры с пирамидальным днищем. Геометрически размеры бункера для светлого солода при стороне квадрата а = 4,5 и угле естественного откоса = 30 высота пирамидальной части:

h = a tg30 =

Высота прямоугольной части:

H = - h = 1,84 = 4,18 м

Оборудование для полировки солода и очистки ячменя

Очистка зернопродуктов на одну варку продолжается 1,5-2 часа. Следовательно, производительность полировочной машины:

П = = т/час.

Воздушно-ситового сепаратора:

П = = т/час.

Выбираем солодовополировочную машину производительностью 5 т/час и воздушно-ситовой сепаратор производительностью 4,1т/час.

Нории для подъема очищенных зернопродуктов должны иметь такую же производительность, как у полировочной машины и воздушно-ситового сепаратора. Принимаем две нории НЦГ-5 производительностью 5 т/час.

Емкости для очищенных зернопродуктов являются промежуточными и должны вмещать получасовой запас производительности полировочной машины и воздушно-ситового сепаратора. Вместимость бункера полированного солода: 13

Vб пс = = 10,38 м3

Принимаем бункер вместимостью 11 м3. Размеры бункера при стороне 2,5 м:

h = a tg30 = 2,5 0,5774 = 1,02 м;

H = - h = - 1,02 = 1,42 м.

Вместимость бункера очищенного ячменя:

Vб.яч.оч = = 6,48 м3

Принимаем бункер вместимостью 7м3. Размеры бункера при стороне 2,0 м:

h = 2,0 0,7265 = 1,03 м;

H = - 1,03 = 1,41 м.

Солододробилки

Перед дроблением зернопродукты очищают от металлических примесей на магнитных колонках. Для рассматриваемого примера устанавливаем две магнитные колонки.

Дробилки должны обеспечить измельчение зерна на одну варку за 1,5 – 2 часа. Производительность солододробилки:

П = = = 6,67 т/час.

Выбираем для измельчения солода кондиционированного помола дробилку/

Выбираем дробилку БДА-1М производительность 1т/час.

Производительность вальцового станка для измельчения ячменя:

Пвс = = 1 т/час.

Выбираем вальцовый станок производительностью

= 1,2 т/час.

Автоматические весы предназначены для взвешивания ячменя на одну варку и должны иметь производительность не меньше производительности вальцового станка для ячменя. Принимаем весы производительностью 0,50-1,98 т/час.

Бункера дробленых зернопродуктов

На каждую тонну зернопродуктов принимается 3 м3 вместимости. 14

Бункер дробленого светлого солода:

Vб/с др = 310 = 30 м3.

При а = 2,5 м и угле конусного днища 60:

h = a tg60 = 1,732 = 3,06 м;

H = - h = - 3,06 = 3,78 м.

Бункер дробленого ячменя:

Vб/я др = 3 10 0,15 = 4,5 м3.

При а = 1 м и угле конусного днища 60:

h = a tg60 = 1,732 = 1,22 м;

H = - h = - 1,22 = 4,09 м.

Оборудование для осветления и охлаждения сусла

Отделение осветления и охлаждения сусла оборудуется гидроциклонным аппаратом и охладительными установками.

Для осветления сусла применяют гидроциклонные аппараты и сусловые сепараторы.

Гидроциклонные аппараты подбирают в зависимости от количества сусла с одной варки. Наибольшее количество сусла получается при варке 11%-го пива:

V1г.с.11% = 6570,43 дал.

Подбираем гидроциклонный аппарат со следующими характеристиками:

Производительность теплообменников, м3/час:

П/о= = = 43,8 м3/ч.

Подбираем пластинчатый теплообменник ООУ-25 производительностью 25 м3/час.

Оборудование отделения ЦКБА

Брожение и дображивание будет проводиться в ЦКБА (цилиндроконических бродильных аппаратах).

Основанием для расчёта количества бродильных аппаратов служат объём охлаждённого сусла, получаемого за год для каждого сорта пива, объём и оборачиваемость бродильного аппарата. 15

Время брожения и дображивания пива в ЦКБА (включая мойку и дезинфекцию) для:

11% -го пива - 14 суток;

12% - го пива – 19 суток;

Режим работы – 338 сут. в году, в месяц – 29,8 сут. Тогда оборачиваемость ЦКБА в течение года составит:

11% пиво – 24,1

12% пиво – 17,89

Принимаем к установке, аппараты вместимость которых 2400/2880 дал. коэффициент заполнения ЦКБА 0,8. Годовой объём охлаждённого сусла, согласно продуктовому расчёту, для:

11% пиво – 2996000 дал

12% пиво – 3026800 дал

Рассчитаем необходимое ЦКБА объёмом 2400 дал.

Потребное количество рассчитывается для каждого сорта по следующей формуле:

Nib = Qi *0,1/V*z*0,1*Kb

где Q – годовое количество охлаждённого сусла;

V – полезный объём одного бродильного аппарата;

z – оборачиваемость в месяц.

Kb – коэффициент заполнения аппарата

Таким образом определяем число бродильных аппаратов для каждого сорта пива, а суммируя эти числа, получаем их общее количество nобщ., включая 2 резервных.

nобщ. = 5+6+6+2 = 19 шт.

Объём полезный/ полный 2400/2880 гл

Внутренний диаметр 5200 мм

Высота цилиндрической части 11511 мм

Сборники семенных дрожжей.

При хранении семенные дрожжи заливают охлаждённой водой до 1 ͦ С водой в соотношении 1:1, смена воды производится 2 раза в сутки. В отделении хранения засевных дрожжей предполагается хранить 1,5 – суточный запас пивных дрожжей.

1526 * 1,5*2 = 4578 дм3.

При коэффициенте заполнения 0,85 объём ёмкостей хранения дрожжей составит:

4578/0,85 = 4,88 м3 16

Число ёмкостей вместимостью 2,5 м3 (1400х2820) составит:

4,88 / 2,5 = 2 шт.

Сборники избыточных дрожжей.

Избыточные дрожжи заливают водой в соотношении 1:0,3, для бродильно- лагерного цеха рассчитывается 1,5 – суточный запас избыточных дрожжей:

(3249 * 1,5*1,3)/0,85 = 7453,5л = 7,5 м3

Число ёмкостей вместимостью 2,5 м3 (1400х2820) составит:

7,5/2,5 = 3 шт.

Устанавливаем один промежуточный сборник дрожжей вместимостью 2,5 м3 (1400х2820мм).

Устанавливаем 2 дозатора производительностью 2,5 м3 /ч каждый.

Вакуум – насосы.

Для создания вакуума в сборниках дрожжей устанавливаем вакуум насосы производительностью 20 м3 /ч.

Сборники фильтрованного пива.

Сборники фильтрованного пива должны вмещать суточный запас фильтрованного пива в наиболее напряжённый период работы завода.

8158000*0,1/21 = 38847 дал/сутки

коэффициент заполнения сборников равен 0,9. К рассчитанному количеству сборников прибавляется 2 запасных.

Полная вместимость сборников составит:

38847/0,9 = 431,63 м3.

При объёме сборники фильтрованного пива 80 м3.

431,63: 80 = 5,4.

Необходимое количество с учётом двух запасных составит 8шт.

Установим 8 вертикальных сборников фильтрованного пива с рубашкой охлаждения:

Объём 80м3

Диаметр 4000 мм

Высота 7500 мм.

Оборудование цеха розлива

Оборудование отделения розлива пива в бутылки.

В бутылки разливается сортовое всё 11%-ное, 12%-ное 90%, 13% -ное пиво. Количество фильтрованного пива Qфп разливаемого в бутылки, равно:

Qфп = 2856000+2568600+2448000 = 7872600 дал 17

Производительность всех автоматических линий розлива равна:

Q = Qфп *10*0,1/(21*2*7*Кт*Vбут),

где 0,1 - часть годового выпуска пива;

21 – число рабочих дней в месяце;

2 – число смен в сутки;

7 – число часов в смену;

Кт – коэффициент технического использования линии 0,7;

Vбут – объём бутылок, л (0,5 дм3).

Q = 7872600 * 10 * 0,1/(21 * 2 * 7 * 0,7 * 0,5) = 70504 бут/ч.

Для обеспечения часового розлива пива в бутылки вместимостью 0,5 дм3 с учётом увеличения потребности выпуска пива летом принимаем к установке 2 автоматические линии с производительностью 32000-36000 бут/ч.

Оборудование отделение розлива в кеги.

В кеги разливается 10% от всего 12%-го пива.

Qфп = 2854000 млн. дал от этого 10%. = 285400 дал.

Производительность автоматических линий розлива равна:

Q = 285400 *0,1/(21*14*0,7*5) = 27,74 кег/ч

Принимаем к установке 1 комплектную линию розлива производительностью 30 кег/час.

Обработка кег ведётся в пошаговом режиме на 3-х станциях мойки, станция активного отмачивания и станции наполнения. Машина оборудована 4-мя обрабатывающими головками и 2-мя встроенными резервуарами для каустика и кислоты.

Дата добавления: 2015-08-27