Практическое занятие № 3 Расчеты по водно-тепловой обработке замеса и развариванию осахаренной массы (2 часа)

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

Удельная теплоемкость замеса составит:

С_з. = С^СВ • СВ / 100 + С_в.(100 – СВ_з.) / 100 кДж/кг•град

где - С^СВ – удельная теплоемкость сухих веществ (крахмала) замеса, кДж/кг•град;

- С_в. – удельная теплоемкость воды, кДж/кг•град.

Расход вторичного пара на нагреваниие замеса:

кг,

где t₂ – конечная температура нагревания, ⁰С;

t₁ – начальная температура замеса, ⁰С;

i₁ – энтальпия вторичного пара, которую определяют по таблице 2.

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

R – коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду, величина которую варьируют в пределах 1,02 ÷ 1,04.

Масса замеса, нагреваемого до t₂:

= М_з. + Д₁ кг

Расход острого пара:

кг,

где t₃ – температура разваривателя, ⁰С;

t₂ – энтальпия острого пара, кДж/кг.;

Количество разваренной массы:

М_р. = + Д₂ кг

При использовании механико-ферментативной схемы разваренную массу подвергают стерилизации.

Расход острого пара на стерилизацию:

кг,

где t₄ – температура стерилизации, ⁰С;

i₃ – энтальпия острого пара при t₄, кДж/кг.;

Количество стерилизованной массы:

М_ст. = М_р. + Д₃ кг

Количество вторичного пара, выделяющегося в паросепараторе:

кг,

где t₅ – температура до которой охлаждается стерилизованная масса в паросепараторе, ⁰С;

i₄ – энтальпия вторичного пара при t₅, кДж/кг.;

Недостаток вторичного пара, поступающего на нагревание замеса:

кг

Общее количество пара, расходуемое на водно-тепловую

обработку сырья:

Д = Д₂ + Д₃ + ΔД кг

Удельный расход пара по массе сырья:

d = Д • 100 / М_сырья, %

Количество стерилизованной массы, выходящей из паросепаратора:

М_сеп. = М_ст. – Д₄ кг

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

кг,

где t₆ – температура осахаривания, ⁰С;

β₁ – теплота парообразования при t₆, кДж/кг.;

Расход воды на барометрический конденсатор:

кг,

где i₅ – энтальпия пара при температуре осахаривания, кДж/кг;

t_н – температура воды, входящей в конденсатор, ⁰С;

t_к – температура воды, выходящей из конденсатора, ⁰С;

Количество массы в осахаривателе:

М_ос. = М_сеп. – Д₅ кг

Массовая доля сухих веществ в массе, находящейся в осахаривателе:

СВ_ос. = М_з.^СВ • 100 / М_ос %

Объем массы, находящейся в осахаривателе:

V_ос. = М_ос. / ρ_ос. дм³

Расход ферментного препарата, содержащего глюкоамилазу, составит:

по объему: V_ф2 = М_кр. • Н₂ / А₂ дм³

по массе: М_ф2 = V_ф2 • ρ_ф2 кг

Масса сухих веществ в ферментном препарате:

= М_ф2 • СВ_ф2 / 100 кг

Масса раствора ферментного препарата:

М_ф2р. = М_ф2 • n₂ кг,

где n₂ – коэффициент разбавления препарата.

Массовая доля сухих веществ в растворе ферментного препарата:

СВ_ф2р. = • 10 / М_ф2р. %

Объем раствора ферментного препарата:

V_ф2р. = М_ф2р / ρ_ф2р. дм³

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

М_с. = М_ос. + М_ф2р. 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

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

Количество несбраживаемых нерастворимых веществ:

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

Количество сухих веществ содержится в фильтрате сусла:

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

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

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

Массовая доля сухих веществ в фильтрате сусла:

СВ_с.ф. = • 100 / М_с.ф. %

Объем фильтрата сусла:

V_с.ф. = М_с.ф. / ρ_с.ф. дм³

Объем дробины:

V_д. = / ρ_д. дм³ (ρ_д. = 1,3)

Объем нефильтрованного сусла:

V_с. = V_с.ф. + V_д. дм³