F — площадь поверхности барабана или открытой поверхности солода в ящиках, м2;
Dt — разность температур солода и воздуха в помещении солодовни, °С;
t —продолжительность проращивания солода, ч.
Итак, уравнение теплового баланса пневматической солодовни будет иметь вид
Q1+Q2+Q3+LIк=Q5+LIо+Q7+Q8.
Так как теплота аппарата при разгрузке Q7 мало отличается от теплоты его при загрузке Q3, исключим эти составляющие и решим уравнение относительно L. В результате получим
. (13)
2.2.2. Пример
Рассчитать примерный расход воздуха на проветривание 16 т ячменя в солодовне с передвижной грядкой при следующих условиях: влажность исходного (очищенного) ячменя 13,5%, влажность замоченного ячменя 45%, влажность свежепроросшего солода 44%, температура замоченного ячменя 12°С, конечная температура свежепроросшего солода 15°С, средняя температура солода 16°С, температура воздуха в солодовне 14°С, высота слоя замоченного зерна 0,6 м, продолжительность проращивания солода 8 суток. Параметры кондиционированного и отработанного воздуха приведены в таблице 7.
Таблица 7. Параметры кондиционированного и отработанного воздуха
|
Параметры |
Воздух |
|
|
кондиционированный |
отработанный |
|
|
Температура, °С |
12 |
16 |
|
Влажность, % |
98 |
84 |
Решение. Массу сухих веществ сортированного ячменя можно рассчитать по формуле
, (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–x или 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 12ºС, 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 ΔСп определяют 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
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18
