Водно-тепловая обработка замеса

Для определения расхода пара на нагревание замеса предварительно рассчитывают удельную теплоемкость замеса.

Удельная теплоемкость замеса составит:

С_з. = (6,22•4,18 / 100) +4,18 • (100 – 21,49) / 100 = 3,55 кДж/кг•град

С^СВ= 6,22 кДж/кг•град

С_в. = 4,18

Расход вторичного пара на нагреваниие замеса:

Д₁ = 11773,59 • 3,55 (70 –55) / (2674,8 –4,18•70) •0,97 =271,33 кг

 

где t₂ =70 ⁰С;

t₁ =55 ⁰С;

i₁ = 2674,8

Приложений в соответствии с давлением и температурой пара, кДж/кг;

R== 0,97

Масса замеса, нагреваемого до t₂:

= 11773,99 + 271,33 = 12045,32 кг

Расход острого пара:

Д₂ = 12045•3,55• (115-70) / (2797,8 – 115•4,18) •0,97 = 856,14 кг

t₃ = 103⁰С;

i ₂ = 2797,8 кДж/кг.;

Количество разваренной массы:

М_р = 12045,3174 +856,14 = 12901,45 кг

При использовании механико-ферментативной схемы разваренную массу подвергают стерилизации.

Расход острого пара на стерилизацию:

Д₃=12901,45•3,55• (115-103) / (2747,8 –103 • 4,18)•0,97 = 237,18 кг

где t₄ =115⁰С;

i₃ =2747,8 кДж/кг.;

Количество стерилизованной массы:

М_ст = 12045,3174 +856,14 = 12901,45 кг

Количество вторичного пара, выделяющегося в паросепараторе:

кг,

Д₄ =12901,45•3,55 (115-103) / 2747,8 – 103•4,18 =237,18

где t₅ =103 ⁰С;

i₄ =2747,8 кДж/кг.;

Недостаток вторичного пара, поступающего на нагревание замеса:

ΔД = ((271,33-237,18)•2674,8) / 2747,8 = 33,24 кг

Общее количество пара, расходуемое на водно-тепловую

обработку сырья:

Д=856,14 + 33,24 =889,38 кг

Удельный расход пара по массе сырья:

d = 889,38•100 / 2940,41 = 30,25%

Количество стерилизованной массы, выходящей из паросепаратора:

М_сеп. = 12901,45 – 237,18 = 12664,28 кг

 

Осахаривание разваренной массы

Количество вторичного пара, которое образуется при охлаждении разваренной массы в вакуум-осахаривателе:

Д₅ = 12664,28 • 3,55 (103 –62) / 2354,8 – 3,55•62 =863,49 кг

где t₆=62 ⁰С;

β₁ = 2354,8 кДж/кг.;

Расход воды на барометрический конденсатор:

Дв₄ = 863,49• (2615 – 4,18•45) / 4,18 (45-20) =20053,5513 кг

где i₅= 2615 кДж/кг

t_н = 20 ⁰С;

t_к = 45 ⁰С;

Количество массы в осахаривателе:

М_ос = 12664,28 – 863,49 = 11800,79 кг

Массовая доля сухих веществ в массе, находящейся в осахаривателе:

СВ_ос. =2530,51 •100 / 11800,79 = 21,44%

Объем массы, находящейся в осахаривателе:

ρ_ос = 1,0874

V_ос. = 11800,79 / 1,0874 = 10852,298 дм³

Расход ферментного препарата, содержащего глюкоамилазу, составит:

по объему:

V_ф2 = 1529,05•6 /5000 = 1,83 дм³

по массе: ρ_ф2 =1,0318

М_ф2 = 1,83 • 1,0318 = 1,89 кг

Масса сухих веществ в ферментном препарате:

=1,89•8 /100 = 015145 кг

Масса раствора ферментного препарата:

М_ф2 = 1,89 •10 =18,9 кг

где n₂ = 10

Массовая доля сухих веществ в растворе ферментного препарата:

СВ_ф2р. = 0,15145 •100 / 18,9 =0,8 %

Объем раствора ферментного препарата:

V_ф2р = 18,9 / 1,0216 =18,5 дм³

Количество сусла после внесения раствора ферментного препарата, содержащего глюкоамилазу, составит:

М_с. = 11800,79 +22,46 = 11823,25 кг

В сусле содержится сбраживаемых веществ с учетом потерь при водно-тепловой обработке и с нерастворенным крахмалом:

М_с.сб. = М_кр. – (М_кр. • П_кр. / 100) – М_кр. • П_в.т. / 10) кг

М_с.сб. = 1529,05 – (1529,05•0,05/100) –1529,05•0,55 /100 = 1519,88

Принято считать, что 30% несбраживаемых веществ переходят в растворимое состояние в процессе водно-тепловой обработки, следовательно, количество несбраживаемых растворимых веществ в сусле составит:

М_с.несб. = М_несб. • 30 / 100 кг

М_с.несб = 999,3•30 / 100 = 299,79

Количество несбраживаемых нерастворимых веществ:

М_{с.несб.н.} = М_несб. – М_с.несб. кг

М_с.несб = 999,3 –299,79 = 699,51

Количество сухих веществ содержится в фильтрате сусла:

= М_с.сб. + М_с.несб. + (М_кр. • П_в.т. / 100) + + кг

= 1519,88 +299,79 + (1529,05•0,55 / 100) + 1,57 +0,15 = 1909,54

в дробине: = М_{с.несб. н.} + (М_кр. • П_кр. / 100) кг

=699,51 – (1529,05•0,05 / 100) =665,59

При использовании ферментных препаратов низкой степени очистки, содержащих балластные нерастворимые вещества, количество сухих веществ ферментных препаратов учитывается в дробине.

Масса фильтрата сусла:

М_с.ф. = М_с. - кг

М_с.ф. = 11823,25 – 665,59) = 11157,66

Массовая доля сухих веществ в фильтрате сусла:

СВ_с.ф. = • 100 / М_с.ф. %

СВ_с.ф = 1909,54•100 /11157,66 = 17,11%

Объем фильтрата сусла:

V_с.ф. = М_с.ф. / ρ_с.ф. дм³

V_с.ф =11157,66 / 1,0663 = 10463,89

Объем дробины:

V_д. = / ρ_д. дм³ (ρ_д. = 1,3)

V_д. = 665,59 /1,3 = 511,99

Объем нефильтрованного сусла:

V_с. = V_с.ф. + V_д. дм³

V_с. = 10463,89 +511,99 = 10975,89