Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ
(образована в 1953 году)
__________________________________________________________
Кафедра «Пищевые машины»
Е.В. Ильина
Оборудование отрасли.
Технологическое оборудование
(пивоваренного и безалкогольного производств)
Учебно-практическое пособие для студентов - заочников специальности 2705 3 курса сокращенной и 5 курса полной форм обучения; 3, 4 курсов сокращенной и 5, 6 полной форм обучения специальности 1706, 2713
www.mgutm.ru
Москва – 2009 г.
УДК 663.003 : 663.5
И 46
Ильина Е.В. Оборудование отрасли. Технологическое оборудование отрасли (пивоваренных и безалкогольных производств). Учебно-практическое пособие. – М.: МГУТУ, 2010.
В данном учебно-практическом пособии кандидата технических наук, доцента Е.В.Ильиной в кратком и систематическом виде изложено содержание курса технологического оборудования пивоваренного и безалкогольного производств. Особое внимание уделено машинно-аппаратурным схемам производств и конструкциям существующего оборудования, даны расчетные формулы производительности машин. После каждой главы даны вопросы и тесты, позволяющие контролировать степень усвоения материала.
Учебно-практическое пособие предназначено для студентов-заочников спец. 260204 (2705) 3-го курса сокращенной и 5-го курса полной форм обучения; 3, 4 курсов сокращенной и 5, 6 полной форм обучения специальностей 260601 (1706) и 260602 (2713).
Автор: доц., к.т.н. Ильина Елена Владимировна
Рецензент: к.т.н., доцент кафедры «Технология бродильных производств и виноделия» МГУТУ И.Л. Славская.
Редактор: Коновалова Л.Ф.
© Московский государственный университет технологий и управления , 2010
109004, Москва, Земляной вал, 73
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………….……………….....………………………………………… 5
Тема 1. Оборудование для подготовки сырья на пивоваренных заводах…….…7
1.1. Классификация оборудования пивобезалкогольного
производства ……………………….…………………………………………..…....7
1.2. Машинно-аппаратурные схемы пивоваренного
и безалкогольного производств ……………………………………….…………....7 1.2.1. Производство солода и пива ……….……………….………………………..7
1.2.2. Производство газированных безалкогольных напитков………………….10
1.3. Зерноочистительные и сортирующие машины ……………………….…….11
1.3.1. Воздушно-ситовой сепаратор …………….……...…………………………11
1.3.2. Триеры …...……..……………………………..……………………………..12
1.3.3. Электромагнитный сепаратор ……...………………………………………14
1.4. Аппараты для мойки и замачивания зерна …...…………………………..…15
Вопросы для самоконтроля по теме…...……….………………………………16
Тесты по теме …………………………...…………………………………...……17
Тема 2. Технологическое оборудование для получения и обработки солода на пивоваренных заводах……………………….……..………………………………17
2.1. Оборудование для солодоращения ………………….……………………….17
2.1.1. Солодовня с отдельно установленными ящиками ……….……………….17
2.1.2. Солодовня «все в одном ящике» ………………………….………………..19
2.1.3. Солодовня с передвижной грядкой ………………………....………….….20
2.2. Оборудование для сушки солода …………………………….………………21
2.2.1. Сушильные аппараты периодического действия ………….…...…………21
2.2.2. Солодосушильный аппарат непрерывного действия ……...….……….….22
2.3. Машины для обработки сухого солода …………………...…….…………...24
2.3.1. Росткоотбойные машины …………………………..………..……………...24
2.3.2. Солодополировочная машина ……………………...…….………………...24
2.3.3. Машины для дробления солода …………...……….………………………25
Вопросы для самоконтроля по теме ……………...……………………….…...27
Тесты по теме………………………………………………………………….…..27
Тема 3. Технологическое оборудование для приготовления пивного сусла………..……………………………………………………………………..…28
3.1. Аппараты для приготовления сусла …………………………….…………...28
3.1.1. Варочные агрегаты ……………………………...……….………………….28
3.1.2. Заторный и сусловарочный аппараты …….……..…….…………………..28
3.1.3. Фильтрационные аппараты ……...………………........................................30
3.1.4.Гидроциклонные и хмелеотборочные аппараты………....………………...31
3.2. Оборудование для охлаждения и осветления ……...….…………………….32
3.2.1. Пластинчатые теплообменники ………………...….………………………32
3.2.2. Отстойный аппарат ……………………………....……………………….…32
3.2.3. Сепаратор для осветления пивного сусла ………....………………………33
Вопросы для самоконтроля по теме……………………………………………33
Тесты по теме…………………..………………………………………………….34
Тема 4. Технологическое оборудование для производства пива……….………34
4.1. Аппараты для брожения и дображивания…………...…………….…………34
4.1.1. Бродильные аппараты и танки………………...………………….…..…….34
4.2.Аппараты для осветления пива …………..……………………….…………..36
4.2.1. Диатомитовый фильтр-пресс ………….……………………...….…………36
4.2.2. Сепаратор для осветления пива ……………….………………….…...…...37
Вопросы для самоконтроля по теме……………………………….…………...38
Тесты по теме………………………………………………………….…………..38
Тема 5. Технологическое оборудование для производства кваса и
безалкогольных напитков ………………………………………….……………...38
5.1. Аппараты для приготовления воды …………………...……….…………….38
5.1.1. Катионитовый фильтр …………………...……………………….……...….38
5.1.2. Песочные фильтры …………...………………………………….………….39
5.1.3. Угольные колонки ………………...……………………………….………..40
5.2. Оборудование для приготовления сахарного сиропа ……………....………40
5.3. Оборудование для приготовления купажных сиропов ………...….………..41
5.4. Установки для насыщения воды диоксидом углерода
и приготовление газированных напитков ………………………………….…….41
Вопросы для самоконтроля по теме …………………………………….……..42
Тесты по теме………………………………………………………………….…..43
Тема 6. Технологическое оборудование линий упаковывания пивобезалкогольных напитков …..………………………………………….…….43
6.1. Машины по извлечению бутылок из ящиков
и укладки их в ящики …………………………..…………………………………44
6.2. Бутылкомоечные машины ……...…………………………………….………45
6.3. Фасовочные машины …………...…………………………………….……….47
6.4. Укупорочные машины ……………...………………………………….……..48
6.5. Инспекционные машины ……………...……………………………….……..49
6.6. Этикетировочные машины …………...………………………………….…...49
Вопросы для самоконтроля по теме……………………………………….…...50
Тесты по теме ………………………………………………………………….….51
Тема 7. Механизация трудоемких процессов на пивобезалкогольных заводах……………………………………………………………………...……….51
7.1. Конвейеры………..…………………………………………………………….51
7.1.1. Приводные роликовые конвейеры………………………………………….51
7.1.2. Ленточные конвейеры……………………………………………………….52
7.1.3. Роликовые транспортеры (рольганги неприводные)………..…………….54
7.1.4. Пластинчатые конвейеры……………………….…………………………..54
7.2. Транспортеры для бутылок и ящиков…………….………………………….57
7.3. Подъемники для бутылок и ящиков…………….……………………………58
Вопросы для самоконтроля по теме………….………………………….……..60
Тесты по теме…………………..……………………………………….…………61
Тесты по дисциплине ………...………………………………………….……….61
Список литературы………………………………..……………………….....…..62
ВВЕДЕНИЕ
В вводной части курса по “Технологическому оборудованию пивоваренного и безалкогольного производств” необходимо ознакомиться с историческим обзором развития различных отраслей бродильной промышленности.
Необходимо усвоить:
1) основные направления и задачи технического прогресса, развития и внедрения новой техники, комплексной механизации и автоматизации производства в пищевой промышленности;
Особо следует остановиться на работах отечественных ученых – основоположников теорий и конструкций пищевых машин. Подробно рассмотреть работы по созданию теории и конструированию машин и аппаратов для пивоваренной промышленности. Наряду с этим необходимо ознакомиться с последними достижениями в области новой техники на отечественных и зарубежных предприятиях.
Изучив историю развития всех отраслей бродильной промышленности, необходимо уяснить общую классификацию основного технологического оборудования.
Для лучшего усвоения курса студентами при изучении технологического оборудования по каждому виду производства сначала следует рассмотреть машинно-аппаратурные схемы участка, цеха, а затем переходить к устройству каждой машины или аппарата, входящих в систему.
Изучение машинно-аппаратурной схемы следует заканчивать рассмотрением технических характеристик, основных правил эксплуатации, требований техники эксплуатации.
Анализируя работу отдельных машин и аппаратов по всему курсу, прежде всего, следует уяснить их теоретическое назначение для выполнения соответствующих операций. Необходимо ознакомиться с характеристикой сырья, поступающего в машину (аппарат), и продукта, получаемого по окончании процесса. В этой связи важно обратить внимание на технологические параметры обрабатываемого продукта (температура, физико-механические свойства, дисперсность и т.д.), которые должны быть обеспечены машиной (аппаратом) при оптимальной производительности, кроме того, надо внимательно разобраться и оценить область применения этого оборудования.
Учитывая, что в промышленности применяется значительное количество различных по конструкции машин и аппаратов, выполняющих одинаковые или близкие по характеру операции, следует изучить классификацию оборудования отрасли. Классификация, как правило, охватывает все типы существующих машин и характеризует их по определенным признакам, в том числе, по характеру воздействия на продукт, характеру рабочего цикла, степени механизации и автоматизации, функциональному назначению оборудования. При усвоении классификации машин надо критически проанализировать различные типы машин и аппаратов с указанием достоинств и недостатков их как по технологическому соответствию, так и по конструкции, удобству обслуживания, ремонту и т.п.
При обработке основ расчета некоторых машин и аппаратов следует обратить внимание на методы определения их производительности при оптимальных режимах работы.
Кроме того, необходимо знать методы тепловых расчетов, расчетов расхода пара, воды, воздуха и поверхности теплообмена, методы определения мощности электродвигателя для привода машины.
Все расчеты, рассматриваемые в курсе, должны опираться на знания, приобретенные при изучении курса теоретической механики, сопротивления материалов, теплотехники, процессов и аппаратов, электротехники и технологии отрасли.
В процессе изучения оборудования рекомендуется руководствоваться следующей схемой: назначение оборудования, его удобство и принцип действия. При этом необходимо ознакомиться с технической характеристикой машин и аппаратов. Под технической характеристикой оборудования следует понимать основные технические показатели машин. К ним относятся производительность, вместимость, габариты, скорость движения рабочих органов, потребность в воде, паре, воздухе, потребная мощность электродвигателя, масса машины и другие технические данные.
По каждому виду оборудования необходимо рассмотреть основные правила эксплуатации, причины возможной ненормальной работы и способы их устранения, требования, предъявляемые правилами охраны труда и техники безопасности.
Как известно, расчетная производительность машин и аппаратов может быть обеспечена только при оптимальных режимах их работы. С этой целью при рассмотрении той или иной машины или аппарата необходимо знать условия, влияющие на их нормальную эксплуатацию. Поэтому необходимо усвоить способы регулирования машины или аппарата для получения оптимальной производительности при максимальной технологической эффективности, а также мероприятия по охране труда и технике безопасности.
В результате проработки курса студенты должны знать назначение и устройство оборудования, основные технико-экономические показатели, нормы и методы расчета оборудования, должны уметь составить расчет основных размеров аппарата, производительности, расхода электроэнергии, пара, воды, должны быть знакомы с основными правилами эксплуатации, охраны труда и техники безопасности с учетом научной организации труда.
Тема 1. Оборудование для подготовки сырья на пивоваренных заводах.
1.1. Классификация оборудования пивобезалкогольных производств.
В бродильной промышленности применяются разнообразные виды оборудования, которые классифицируются по следующим признакам: характеру воздействия на обрабатываемый продукт; структуре рабочего цикла; степени механизации и автоматизации; принципу сочетания в производственном потоке; функциональному признаку. Кроме перечисленных признаков каждый вид оборудования может иметь специфические признаки.
1.2. Машинно-аппаратурные схемы пивоваренного и безалкогольного производств.
Технологические схемы пивобезалкогольных производств имеют большое количество операций. Из них можно выделить важнейшие, в процессе которых происходит существенное изменение сырья или промежуточных продуктов производства. Совокупность машин и аппаратов, применяемых для осуществления основной или вспомогательных операций, называют машинно-аппаратурной схемой.
Ниже приводятся машинно-аппаратурные схемы пивоваренных и безалкогольных производств.
1.2.1. Производство солода и пива.
Приготовление солода – сложный комплекс специфических процедур, состоящий из очистки, сортировки, замачивания и ращения зерна, а также обработки свежепроросшего солода.
По принятой в производстве схеме (рис.1.) поступивший на предприятие ячмень направляется на хранение в бункер, в промежуточный бункер, на весы, а затем на первичную обработку. Ячмень первично очищается на воздушно-ситовом сепараторе, затем направляется в силос до момента вторичной переработки.
Вторичная очистка ячменя предусматривает воздушно-ситовую сепарацию, отделение ферропримесей в магнитном сепараторе, отбор шаровидных и длинных примесей в триерах и разделение ячменя по крупности в ситовой машине. Фракции ячменя 1 и 2 сортов собираются в бункере и используются при производстве солода, а фракции 3 сорта направляются на корм скоту.
Очищенный и отсортированный ячмень засыпается в моечный чан, где промывается водой и дезинфицируется. В чан подается вода и сжатый воздух, с помощью которого осуществляется перемешивание зерна. Вымытое зерно перекачивается в замочный чан, где его влажность повышается до 43-45%. После окончания замачивания зерно с водой перекачивается в солодорастильный аппарат для проращивания в течение 6-8 суток. В нем зерно продувается воздухом с относительной влажностью 96-98% и температурой 12оС. Температура зерна 14-18оС.
Из солодорастильного аппарата солод направляется в сушилку. Температура сушка для светлого солода 40-85оС, для темного карамельного солода 40-105оС, продолжительность сушки 10-36 часов в зависимости от конструкции сушилки.
Рис. 1. Машинно-аппаратурная схема производства солода: 1 – бункер;
2 – переключатель потока; 3 – промежуточный бункер; 4 – весы; 5 – воздушно-ситовой сепаратор; 6 – весы; 7 – силос; 8 – воздушно-ситовой сепаратор;
9 – магнитный сепаратор; 10, 11 – триеры; 12 – ситовая машина; 13 – бункер; 14 – распределитель потока; 15 – дозатор; 16, 17 – замочные чаны;
18 – солодорастильный аппарат; 19 – питатель; 20 – камера подвяливания;
21 – сетчатые каналы сушки; 22 – росткоотбойная машина; 23 – бункер;
24 – силос; 25 – полировочная машина; 26 – обжарочный барабан для приготовления карамельного солода
Сухой горячий солод из сушилки направляется на росткоотбойную машину. Ростки собираются в бункере, а солод направляется в силос на отлежку на 4-5 недель в целях повышения влажности оболочки и ее эластичности. Затем солод направляется в полировочную машину, где очищается от плесни и полируется.
Производство пива из солода, несоложеных материалов, хмеля и воды с применением ряда вспомогательных материалов состоит из следующих операций: дробление солода и несоложеных материалов, приготовление сусла и чистой культуры дрожжей, главное брожение и дображивание пива, фильтрование и осветление пива, фасование и розлив пива.
По принятой на производстве схеме (рис. 2.) очищенный солод измельчается в вальцовой дробилке, проходит магнитную очистку и направляется в заторный аппарат, где смешивается с теплой водой. Затор готовят двумя способами: настойным и отварочным. Температура осахаривания 72-75 оС. По окончании осахаривания затор направляют в фильтрационный аппарат, где отделяют сусло от дробины. Прозрачное сусло стекает в сусловарочный аппарат, где кипятится с хмелем. При кипячении сусла выпаривается некоторое количество воды, происходит денатурация белков сусла и его стерилизация. Горячее охмеленное сусло спускают в хмелеотделитель, где вываренные хмелевые лепестки задерживаются, а сусло перекачивается в сборник горячего сусла.
Рис. 2. Машинно-аппаратурная схема производства пива:
1 – вальцовая дробилка; 2 – весы,; 3 – бункер; 4 – магнитоуловитель;
5, 6 – заторные аппараты; 7 – фильтрационный аппарат; 8 – сусловарочный аппарат; 9 – хмелеотделитель; 10 – сборник; 11 – сепаратор;
12 – теплообменник; 13 – бродильный аппарат; 14 – чан для дрожжей;
15 – танк для дображивания; 16 – сепаратор-осветлитель; 17 – фильтр;
18 – теплообменник; 19 – карбонизатор; 20 - танк
Горячее сусло направляется на очищение от взвешенных частиц коагулированных белков в цех осветления и охлаждения на отстойные тарелки, отстойный чан, гидроциклонный чан или на сепаратор камерного типа. Затем сусло нагнетается в теплообменник, где охлаждается до 5-6 оС. Охлажденное сусло сливают в бродильный чан вместе с дрожжами. Брожение длится 6-8 суток. По окончании главного брожения молодое пиво отделяют от дрожжей и перекачивают в танк для дображивания в течение 21-120 суток, в зависимости от сорта пива. По окончании дображивания пиво под давлением диоксида углерода нагнетается в сепаратор-осветлитель и фильтр-пресс, где оно освобождается от взвешенных в нем дрожжей, других микроорганизмов. Осветленное пиво охлаждается рассолом в теплообменнике, насыщается (при необходимости) диоксидом углерода в карбонизаторе и сливается в танк, а затем направляется в цех розлива и оформления.
1.2.2. Производство газированных безалкогольных напитков.
Производство газированных безалкогольных напитков в соответствии с принятой технологией состоит из следующих операций: кондиционирование воды, приготовление сахарного сиропа, колера и настоек, купажирование смеси сиропа и воды диоксидом углерода, розлив.
Машинно-аппаратурная схема производства представлена на рисунке 3.
Рис. 3. Машинно-аппаратурная схема производства газированных безалкогольных напитков:
1 – насос; 2 – холодильник; 3 – солерастворитель; 4 – бактерицидная установка; 5 – катионитовый фильтр; 6 – насос; 7 – фильтр-пресс;
8 – керамический свечной фильтр; 9 – песочный фильтр грубой очистки; 10 – колероварочный аппарат; 11 – насос; 12 – сироповарочный аппарат;
13 – насос; 14 – теплообменник; 15 – сироповарочный аппарат для инверсии; 16 – насос; 17 – теплообменник; 18 – насос; 19 – сборник для настоев; 20 – фильтр-пресс; 21 – 25 - сборники; 26-28 – купажные аппараты;
29 – фильтр; 30 – насос; 31 – сатуратор.
Вода сначала фильтруется в песочном фильтре грубой очистки. Тонкая обеспложивающая фильтрация воды осуществляется в керамическом свечном фильтре, а также применятся фильтр-пресс. Осветленная вода подается в катионитовый фильтр для умягчения. Регенерация фильтров осуществляется с помощью солерастворителя путем изменения тока воды. Умягченная вода подвергается обеззараживанию ультрафиолетовыми лучами в бактерицидной установке. Насосом вода подается в холодильник, где охлаждается до температуры 4-7 оС и направляется в производство.
Сахар по мере надобности очищают от посторонних примесей, взвешивают и загружают в сироповарочный аппарат. Туда же подают воду в количестве 40% к массе сахара и кипятят в течение 20-25 минут. Готовый сахарный сироп подают на фильтрование и охлаждение.
Соки и настои подают в стальной эмалированный сборник.
Колер, используемый для окраски напитков, готовят путем нагревания сахара до 180-200 оС в колероварочном аппарате, куда наливают воду в количестве 1-3% к массе сахара.
Купажный сироп готовится в вертикальных купажных аппаратах, снабженных мешалками якорного типа. Все компоненты купажа поступают в аппарат самотеком. Готовый купажный сироп фильтруется на фильтре, охлаждается до температуры 8-10 оС и насосом подается на установку для смешивания купажа с водой и насыщения напитка диоксидом углерода.
1.3. Зерноочистительные и сортирующие машины
1.3.1. Воздушно-ситовой сепаратор.
Для удаления примесей, отличающихся от зерен ячменя по величине и аэродинамическим свойствам, применяют воздушно-ситовые сепараторы. Их основные рабочие органы – сита и центробежные вентиляторы. На ситах от зерновой массы отделяют крупные и мелкие примеси (камни, комья земли, солому, песок), а при продувке зерна воздухом – легкие примеси (пыль, мякину и др.).
Скорость воздуха в сепараторе должна быть такой, чтобы отделялись легкие примеси и не захватывалось полноценное зерно. Скорость воздуха, при которой частица витает, не падая и не поднимаясь, называется скоростью витания (м/с):
,
где m – масса частицы, кг; g – ускорение свободного падения, м/с2; k - коэффициент аэродинамического сопротивления; ρ – плотность воздуха, кг/м3; F – площадь сечения частицы, перпендикулярного к направлению ее движения, м2.
Схема воздушно-ситового сепаратора ЗСМ приведена на рисунке 4. Сепаратор состоит из станины, к которой подвешен на плоских пружинах ситовой корпус с тремя наклонными ситами, расположенными одно под другим. В верхней части размещены приемная камера, а также две осадочные камеры, по бокам которых находятся вентиляторы. Ситовой корпус приводится в возвратно-поступательное движение от эксцентрикового вала, соединенного с электродвигателем. Короткое верхнее сито наклонено в противоположную от других сит сторону.
Рис. 4. Схема воздушно-ситового сепаратора ЗСМ:
1 – приемная камера; 2 – аспирационный канал; 3 – приемное сито;
4, 6, 7 – наклонные сита; 5 – эксцентриковый вал; 8 – электродвигатель;
9 – аспирационный канал; 10 – клапан; 11, 12 – осадочные камеры
Зерно непрерывным потоком поступает в приемную камеру, где шнеком равномерно распределяется по всей ширине сепаратора. Затем оно тонкой струйкой ссыпается в ситовой корпус через аспирационный канал. В нем воздух захватывает легкие примеси и пыль и уносит их в осадочную камеру.
Во время работы сепаратора ситовой корпус приводится в колебательное движение. На ситах отделяются крупные и мелкие примеси, а очищенное зерно сходом с сит ссыпается в бункер.
1.3.2. Триеры.
Триеры, выделяющие из зерновой смеси короткие примеси (куколь, гречишку, битое зерно), называют куколеотборниками, выделяющие длинные примеси (овсюг, овес) – овсюгоотборниками. По конструкции триеры разделяют на цилиндрические и дисковые.
Цилиндрические триеры. Рабочим органом триера (рис.5.) является вращающийся от привода цилиндр, на внутренней стороне которого имеются ячейки. Загружаемое внутрь цилиндра зерно заполняет ячейки. При небольшом угле поворота цилиндра длинные зерна выпадают из ячеек и возвращаются в общую массу, а короткие при повороте цилиндра на большой угол выпадают из ячеек в лоток и выгружаются шнеком.
Производительность цилиндрического триера (кг/ч)
П = qF,
где q – удельная нагрузка на ячеистую поверхность, кг/ч м2; F – площадь ячеистой поверхности, м2.
Рис. 5. Цилиндрический триер:
а – разрез; б – схема работы
1 – корпус; 2 – ячеистая поверхность; 3 – шнек; 4 – лоток; 5 – воронка для загрузки зерна; 6 – регулировочный винт; 7 – разгрузочный лоток; 8 – лоток для шаровидных примесей; 9 – привод; 10 – винт; 11 – подшипники; 12 – запорное кольцо; 13 – ячейки для шаровидных примесей
Дисковые триеры. В состав дискового триера входят вал с набором литых чугунных дисков с ячейками на поверхности, рама, шнек, электропривод и металлический кожух.
Во время работы дискового триера (рис.6.) зерно непрерывным потоком подается в приемное устройство с задвижкой и заполняет пространство между дисками, при вращении они захватывают зерно. Длинные частицы выпадают из ячеек, возвращаются в общую массу, а короткие частицы выпадают по щитку и удаляются из триера. Изогнутые спицы перебрасывают зерно от одного диска к другому вдоль всего корпуса машины к выходному каналу.
Рис. 6. Дисковый триер:
а – диск куколеотборочной машины; б – диск овсюгоотборочной машины; в – схема работы дискового триера
1 – входной патрубок для зерна; 2 – ячеистая поверхность; 3 – отверстие;
4 – выходной патрубок для коротких частиц
Производительность дискового триера (кг/ч)
П = 2 (R21 – R²1)q z ,
где R1 и R2 – радиусы расположения внешних и внутренних ячеек, м; q – удельная нагрузка, кг/(м² ч); z – число дисков.
1.3.3. Электромагнитный сепаратор.
В зерновой смеси, поступающей в производство, могут быть металлические примеси, которые нельзя выделить в сепараторах или триерах.
В технологическом процессе переработки зерна предусмотрена установка магнитной защиты после бункеров для неочищенного зерна, перед сепараторами, триерами и дробилками, а также на контроле готовой продукции.
Основной характеристикой магнита является магнитная индукция (плотность магнитного потока), измеряемая в теслах (Тл).
Сила притяжения магнита Р (Н)
Р = 4 · 105 В² F,
где В – магнитная индукция у полюсов магнита, Тл; F – площадь поперечного сечения магнита, м².
Электромагнитный сепаратор (рис. 7.) состоит из питающего бункера, цилиндрического барабана из немагнитного материала (алюминия, латуни), неподвижного электромагнита, расположенного внутри барабана и создающего магнитное поле, приводного механизма и корпуса.
Из питающего бункера зерно поступает на вращающийся барабан. Металлические частицы над полюсом притягиваются магнитом к поверхности барабана и падают в нижнюю часть приемника, где магнитное поле ослаблено, а очищенное зерно ссыпается в бункер.
Рис. 7. Схема действия электромагнитного сепаратора:
1 – питающий бункер; 2 – цилиндрический барабан; 3 – электромагнит;
4 - корпус
1.4. Аппараты для мойки и замачивания зерна.
В производстве солода зерно после дозревания, очистки и сортирования поступает на мойку и замачивание.
При мойке зерна перед замачиванием применяют различные моющие и дезинфицирующие средства (гашеная известь как щелочная добавка, гидрооксид натрия, хлорная известь и др.).
Замачивание зерна состоит в увеличении его влагосодержания до 43-45% к общей массе.
Моечный аппарат (рис. 8). Состоит из цилиндрического корпуса, моечного устройства, вертикального привода со шнеком, сливной коробки и выпускного устройства. Перемешивание зерна в целях его мойки и насыщения кислородом осуществляется с помощью моечного устройства, расположенного в центре аппарата. Вместо вертикального шнека для перемешивания зерна в моечное устройство может подаваться сжатый воздух.
Рис. 8. Моечный аппарат:
1 – выпускное устройство; 2 – сливная коробка; 3 – вертикальный привод со шнеком; 4 – корпус; 5 – моечное устройство
В замочном аппарате с коническим днищем (рис.9.) подаваемый по трубопроводу в нижнюю часть эрлифтной трубы сжатый воздух увлекает за собой зерно с водой и поднимает его вверх, где с помощью сегнерова колеса равномерно распределяется по объему аппарата.
Рис. 9. Замочный аппарат:
1 – кольцевые трубки; 2 – эрлифтная труба; 3 – сегнерово колесо;
4 – трубопровод; 5 – вентиль с клапаном; 6 – спускной штуцер
Сжатый воздух подается также в барбатер, расположенный в конической части аппарата. Для спуска замоченного зерна в нижней части аппарата находятся вентиль с клапаном и спускной штуцер.
Вместимость замочного аппарата V (м3) равна
V = 1,5 · (Gя/),
где Gя – масса замачиваемого ячменя, кг; - насыпная плотность зерна, кг/м3 ( = 650).
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие задачи стоят перед пивобезалкогольной промышленностью в области внедрения новой техники?
2. Каковы основные задачи в области комплексной механизации и автоматизации пивобезалкогольного производства?
3. Каковы основные преимущества непрерывно действующего оборудования по сравнению с оборудованием периодического действия?
4. По каким признакам классифицируют оборудование пивобезалкогольных производств?
5. Какие виды оборудования применяются для очистки зерна, идущего на солод?
6. Каково устройство воздушно-ситового сепаратора?
7. Каков принцип действия электромагнитного сепаратора и его преимущества по сравнению с сепаратором с постоянными магнитами?
8. Какие существуют типы триеров, принцип их работы?
Тесты по теме:
1. Назначение воздушно-ситового сепаратора: 1) для сортирования ячменя, 2) для очистки от легких примесей, 3) для очистки от зерна других культур?
2. На куколеотборниках зерно очищают от: 1) шаровидных примесей,
2) длинных примесей, 3) квадратных примесей?
3. Сила притяжения магнита будет зависеть: 1) от диаметра барабана, 2) от длины барабана, 3) от площади поперечного сечения магнита?
4. Цель замачивания: 1) увеличить влажность зерна до 45%, 2) снизить влажность зерна до 45%, 3) увеличить объем зерна?
5. Солод выращивают: 1) в моечном аппарате, 2) в солодорастильном аппарате, 3) в замочном чане?
6. Воду умягчают: 1) в песочных фильтрах, 2) в теплообменниках, 3) в катионитовых фильтрах?
7. Колер готовят: 1) в сироповарочных котлах, 2) в колероварочных котлах, 3) в купажных емкостях?
Тема 2. Технологическое оборудование для получения и обработки солода на пивоваренных заводах.
2.1. Оборудование для солодоращения.
Целью проращивания солода является синтез и активизация неактивных ферментов, под влиянием которых в процессе затирания достигается растворение всех резервных веществ зерна.
Существующие пневматические солодовни по конструкции разделяются на ящичные и барабанные.
Ящичные пневматические солодовни состоят из следующих элементов: ящиков с ситчатыми днищами, камер для кондиционирования воздуха, вентиляторов и воздуховодов.
Различают следующие разновидности: солодовня с отдельно установленными ящиками; солодовня “все в одном ящике”; солодовня с передвижной грядкой.
2.1.1. Солодовня с отдельно установленными ящиками (рис.10.)
В помещении устанавливают 8 ящиков (по числу дней проращивания солода). В ящике на высоте около 2 метров от основного дна установлено второе ситчатое дно, на которое укладывается проращиваемое зерно. Подситовое пространство служит каналом подачи кондиционированного воздуха в слой солода. Проветривание может осуществляться периодически или непрерывно; последний способ предпочтительнее, так как при этом зерно проращивается равномерно и воздуха расходуется в единицу времени меньше, чем при периодическом проветривании.
Рис. 10. Солодовня с отдельно установленными ящиками:
1 – рабочая башня элеватора; 2 – бункер для приема зерна из вагонов;
3 – лифт; 4 – силосы; 5 – бункер для приема зерна из автомобилей;
6 – транспортер свежепроросшего солода; 7 – одноярусная солодосушилка; 8 – замочные чаны; 9 – кондиционер; 10 – вентилятор; 11 – солодоворошитель; 12 – солодорастительные ящики; 13 – воздушный канал
Солод в ящиках перемешивают шнековым ворошителем один-два раза в сутки. При работе шнекового ворошителя соседние шнеки вращаются навстречу друг другу и поднимают нижние слои солода наверх; в то же время каретка ворошителя медленно движется вдоль ящика.
Для поддержания влажности солода 43-45% в ящике установлена оросительная система, которая состоит из трубопровода с отверстиями, в которые вставлены форсунки. Оросительная система может быть установлена вдоль стенок ящика или под кареткой шнекового ворошителя. Выгрузка готового солода осуществляется в ручную с помощью пневмотранспорта.
2.1.2. Солодовня «все в одном ящике» (рис.11.)
В такой солодовне происходит три процесса: замачивание зерна, проращивание солода, сушка солода. В ней имеется разгрузочная стенка, которая состоит из рамы, перекатывающейся так же, как и ворошитель, на четырех катках. Рама снабжена двумя щеками, между которыми подвижно закреплен щит. При выгрузке солода разгрузочная стенка с помощью специального устройства сцепляется с ворошителем, щит поднимается, и ворошитель со стенкой начинает движение вдоль ящика. При этом поднимаемый стенкой солод поступает на горизонтальный шнек, который продвигает его к середине и перебрасывает на наклонный шнек, подающий солод на транспортное устройство. Горизонтальный шнек имеет правое и левое направление винтовой линии. В средней части шнека на валу имеются специальные лопатки. Передней стенки горизонтальный шнек не имеет, а в задней стенке напротив лопаток имеется окно, по которому солод поступает на наклонный шнек.
Рис. 11. Солодовня «всё в одном ящике»:
1 – система орошения; 2 – корпус; 3 – сварная рама; 4 – индивидуальный привод; 5 – цевочный механизм; 6 – шнековый механизм; 7 – откидная стенка горизонтального шнека; 8 – шнековый механизм разгрузки; 9 – разгрузочная передвижная стенка
2.1.3. Солодовня с передвижной грядкой (рис.12.)
Солодовня с передвижной грядкой представляет собой длинный ящик, подситовое пространство которого разделено в поперечном направлении перегородками на 8 частей (по числу дней проращивания солода). На продольных стенках ящика уложены рельсы, по которым вдоль ящика передвигается ковшовый ворошитель. При рабочем ходе ворошитель перебрасывает проращиваемое зерно, чем достигается не только его перемешивание, но и перемещение вдоль ящика.
Рис. 12. Солодовня с передвижной грядкой:
1 – шнеки; 2 – нория; 3 – бункер для солода; 4 – тележка для передвижения ворошителя; 5 – ковшовый солодоворошитель; 6 – солодорастительные ящики;
7, 8 – замочные аппараты; 9 – подситовые каналы; 10 – центральный канал для кондиционированного воздуха
Рабочий ход ворошителя имеет направление от места выгрузки готового солода к месту загрузки замоченного ячменя. Ворошитель приводится в движение через каждые 12 или 24 ч. и каждый раз перебрасывает зерно на один шаг; на освободившуюся площадь сита вновь загружается замоченное зерно. Солод, подходя к месту выгрузки, выбрасывается в бункер.
Проращиваемое зерно проветривается кондиционированным воздухом, который подается в подситовое пространство индивидуально в каждую секцию.
Площадь сит в пневматических солодовнях рассчитывается по методике, изложенной в литературе (1, с. 94, 97-99).
Расход кондиционированного воздуха рекомендуется определять по методике, изложенной в литературе (3, с. 73-74).
2.2. Оборудование для сушки солода.
Свежепроросший солод сушат для того, чтобы понизить его влагосодержание с 43-45% до 3-3,5% мас. %, придать хрупкость солодовым росткам для облегчения последующего их отделения. Кроме того, в процессе сушки солод приобретает специфический цвет, вкус и аромат, определяющие качество получаемого пива.
2.2.1.Сушильные аппараты периодического действия.
К ним относятся горизонтальные и вертикальные сушилки. Горизонтальные сушилки бывают одно-, двух-, трехъярусными. Одноярусная сушилка представляет собой четырехэтажное здание, в котором располагаются: на первом этаже калорифер; на втором этаже бункер для приёма горячего солода и разгрузочный шнек; третий этаж оборудован двустворчатой поворотной решёткой, на которой сушится солод. На верхнем этаже находятся шнек, подающий солод в сушилку, наклонная поворотная распределительная труба и привод для опрокидывания решетки с сухим солодом. Сбоку к зданию сушилки примыкает вертикальный канал для забора свежего воздуха. Продолжительность сушки 20 часов (рис. 13.).
Рис. 13. Одноярусная горизонтальная сушилка:
1 – вентилятор; 2 – разгрузочный шнек; 3 – бункер для приема горячего солода; 4 – двустворчатая поворотная решетка; 5 – решетчатый помост;
6 – привод; 7 – шнек; 8 поворотная распределительная труба;
9 – поворотная заслонка; 10 – вертикальный канал; 11 – жалюзная решетка для забора свежего воздуха; 12 – регулирующий шибер;
13 – паровой калорифер
Двухъярусная горизонтальная сушилка дополнена второй солодосушильной решеткой. Свежепроросший солод загружается ровным слоем на верхнюю решетку, где из него удаляется большая часть влаги. Затем солод перегружается на нижнюю решетку, где происходит удаление остатков влаги и термическая обработка. Солод на решётках периодически перемешивается ворошителем (2, с. 85-86).
Трехъярусная горизонтальная сушилка отличается от двухъярусной только наличием в ней трех решеток. Естественно, что при одинаковой общей продолжительности процесса сушки загрузка и выгрузка солода в ней производится чаще, чем в двухъярусной, и, следовательно, производительность ее при одинаковой площади пола соответственно выше.
Расчет солодосушильных аппаратов изложен (3, с. 98-101).
2.2.2.Солодосушильный аппарат непрерывного действия.
При использовании сушильных аппаратов непрерывного действия (рис.14.) во многом устраняются недостатки аппаратов периодического действия, сокращается продолжительность сушки до 10-12 часов, что позволяет получить солод высокого качества.
Сушилка ЛСХА работает следующим образом: свежепроросший солод через трубу поступает в распределитель, который равномерно распределяет его по каналам камеры подвяливания. В ней свежепроросший солод подсушивается подогретым воздухом при температуре 40 оС.
Затем солод с помощью вальцов равномерно распределяется в ситчатые шахты. В верхней части диаметр шахт 150 мм, в нижней части 250 мм. Это делается для того, чтобы не было зависания солода в шахтах.
Воздух, нагретый в калорифере, подается снизу в межшахтное пространство. На пути потока воздуха установлены воздушные короба, которые в ручную попеременно открываются и поток воздуха четыре раза проходит через толщу солода.
Солод по шахтам перемещается под действием силы тяжести. Снизу примыкают разгрузочные шахты, приемный бункер для высушенного солода и шнек для транспортирования солода на дальнейшую операцию.
Рис. 14. Схема работы сушилок непрерывного действия ЛСХА:
1 – распределительное устройство; 2 – вход солода; 3 – солод;
4 – кондиционер; 5 – рифленые вальцы; 6 – заслонка для отработанного воздуха; 7 - сетчатые шахты; 8 – межшахтное пространство; 9 – воздушные короба; 10 – расширенная часть шахты; 11 – разгрузочный механизм;
12 – бункер для свежевысушенного солода; 13 – вентилятор;
14 – калорифер; 15 – вентилятор; 16 – вентилятор для отвода отработанного воздуха
Производительность сушильного аппарата непрерывного действия определяется, т/сут:
П = 8V/н ,
где V- внутренний объем сушильных шахт, м²; н – продолжительность сушки при непрерывном процессе, ч.
2.3. Машины для обработки сухого солода.
Сухой горячий солод, выгруженный из солодосушильного аппарата, направляется на росткоотбойные машины, где освобождается от ростков, и далее – в силосы на отлежку. Перед дальнейшей переработкой солод очищается от пыли и плесени на полировочной машине, а затем направляется на дробление.
2.3.1. Росткоотбойные машины.
Простейшая росткоотбойная машина представляет собой ситчатый барабан с вращающимися в нем лопастями рис. 15.
Солод с ростками шнеком подается внутрь барабана, где он подхватывается винтообразными лопастями, которые энергично перемешивают и передвигают его по ситчатой поверхности барабана. Ростки в результате перемешивания и трения отделяются от зерен, проваливаются сквозь ситчатый барабан на шнек и удаляются. Очищенный от ростков солод при выходе из машины проветривается воздухом, отсасываемым вентилятором.
Производительность росткоотбойной машины определятся, т/ч:
П = КDLq,
где К – коэффициент, учитывающий размеры рабочей поверхности барабана; D – диаметр барабана, м; L – длина рабочей части барабана, м; q – удельная зерновая нагрузка, т/(ч м²).
Рис. 15. Росткоотбойная машина:
1 – шнек; 2 – винтообразные лопасти; 3 – шнек; 4 – вентилятор; 5 - бункер
2.3.2. Солодополировочная машина.
Наиболее совершенной является щеточная солодополировочная машина рис. 16.
Рис. 16. Солодополировочная машина ЗЩГ-5:
1 – регулятор загрузки; 2 – прижимное устройство; 3 – щеточный вращающийся барабан; 4 – щеточная дека; 5 – цепная передача; 6 – валок;
7 – вальцовый питатель; 8 – регулируемая заслонка; 9 – приемное устройство; 10 – трубопровод; 11 – труба; 12 – шнек; 13 – натяжное устройство
Солод подается через приемные устройства и регулируемую заслонку в вальцовый питатель, валок которого направляет его в зазор между вращающимися щеточными барабанами и щеточной декой. Расстояние между щетками регулируется с помощью прижимного устройства и регулятора зазора. Выделяющая при работе пыль отсасывается по трубопроводу.
Машину изготовляют в двух вариантах: для заводов с механическим и пневматическим транспортом. В первом случае очищенный солод выводится из машины шнеком, во втором – с помощью барабанного питателя и удаляется пневмотранспортом через трубу.
Производительность солодополировочной машины определяется, т/ч:
П = КRLq,
где К – коэффициент, учитывающий длину деки; R – внутренний радиус деки, м; L – длина деки, м; q – удельная нагрузка на деку, т/(ч м²).
2.3.3. Машины для дробления солода.
Главная цель дробления – сохранение шелухи, которая в дальнейшем используется в качестве фильтрующего материала в фильтрационном чане, а также для получения помола с различными фракциями (крупная крупка, мелкая крупка, мука).
Для этой цели в основном применяют четырех- и шестивальцовые дробилки, а для мокрого помола – установку для мокрого помола.
Четырехвальцовая дробилка состоит из бункера, питающего валика, заслонки, верхней пары вальцов, сита, нижней пары вальцов, станины, привода, эксцентрикового вала и ограждения (рис. 17).
Рис. 17. Четырехвальцовая дробилка: 1 и 2 – вальцы
Солод вводится в приемный бункер, из которого рифленым питающим валиком передается в зазор между верхними вальцами. Заслонка регулирует количество поступающего солода. Зазор между вальцами регулируется в зависимости от получения тонкости помола. Дробление солода осуществляется верхней парой вальцов, а разделение на отдельные фракции – при помощи сита. Сквозь сито проходят мелкая крупка и мука, затем они поступают в бункер, а шелуха и крупная фракция сходом переводятся на нижнюю пару вальцов, на которых дробятся и затем поступают в бункер.
Шестивальцовая дробилка эксплуатируется на крупных пивоваренных заводах. По конструкции такая же, как четырехвальцовая дробилка, только добавляется третья пара вальцов и пара наклонных сит. Верхняя пара вальцов обеспечивает предварительное дробление солода, средняя – вторичное воздействие на шелуху, выделяя из нее мучнистые части. На нижней паре рифленых вальцов проводится дробление крупных частиц.
На виброситах отделяют мелкую крупку после первой и второй пар вальцов, чтобы не происходило дальнейшее измельчение ее. С помощью сит осуществляют и отделение от крупки шелухи после второй пары вальцов, которая поступает в бункер, минуя третью пару вальцов. По мере необходимости осуществляют крупный или мелкий помол.
Производительность одной пары вальцов определяется кг/ч:
П = 3,610 – 6 b L Vпр k,
где b – зазор между вальцами, мм; L – длина вальцов, мм; - объемная масса измельченного солода, кг/м3; Vпр – скорость прохождения измельчаемого солода, м/с; k – коэффициент, учитывающий сорт зерна.
Вопросы для самоконтроля:
1. Каковы устройство и расчет площади сит пневматической солодовни?
2. Каковы преимущества и недостатки солодовен с отдельно установленными ящиками?
3. Какие существуют типы солодоворошителей?
4. Каково устройство солодовни с передвижной грядкой?
5. Как рассчитывается расход воздуха на проветривание солода в пневматических солодовнях?
6. Каково устройство сушилки ЛСХА и ее преимущества перед сушилками периодического действия?
7. Каково устройство росткоотбойной машины?
8. Устройство и принцип действия полировочной машины.
9. Какие дробилки применяются при сухом дроблении?
10. Сравнительная характеристика 2-х, 4-х и 6-ти вальцовых дробилок.
11. Установка для мокрого помола, принцип действия, устройство, применение.
12. Сравнительная характеристика вальцовых дробилок с установкой для мокрого помола. Недостатки и преимущества.
Тесты по теме:
1. Расход кондиционированного воздуха в солодовне находят: 1) из уравнения материального баланса, 2) из уравнения теплового баланса,
3) выводят из математической формулы?
2. Цель сушки: 1) увеличить влажность солода до 10%, 2) снизить влажность солода до 3%, 3) увлажнить солод?
3. Сушилка типа ЛСХА: 1) периодического действия, 2) непрерывного действия, 3) полунепрерывного действия?
4. Солод полируется на: 1) полировочной машине, 2) росткоотбойной машине, 2) дробилках?
5. Цель дробления: 1) отделение от солода ростков и корешков,
2) отделение от пыли, 3) сохранение шелухи?
6. Для дробления применяют 1) вальцы, 2) сита, 3) барабаны?
7. В солодовни типа «все в одном ящике» применяют ворошители:
1) шнекового типа; 2) ковшового типа; 3) скребкового типа.
8. В барабанных солодовнях солод увлажняют: 1) с помощью оросительной системы; 2) с помощью кондиционированного воздуха; 3) с помощью поливальной установки.
Тема 3. Технологическое оборудование для приготовления пивного сусла.
3.1. Аппараты для приготовления пивного сусла.
В соответствии с машинно-аппаратурной схемой производства пива (см. рис. 2) основными для приготовления пивного сусла являются заторные, фильтрационные и сусловарочные аппараты. Эти аппараты соединяются трубопроводами в единую систему и называются варочными агрегатами. При каждом варочном агрегате имеются насосы, фильтр-прессы, хмелеотделители и приборы для контроля и управления процессами приготовления сусла..
3.1.1. Варочные агрегаты.
В зависимости от мощности предприятия варочные агрегаты выпускаются двух-, четырех- и шестиаппаратными периодического действия.
Двухаппаратный варочный агрегат состоит из заторно-фильтрационного аппарата, заторно-сусловарочного аппарата, заторного насоса, хмелеотделителя и суслового насоса. Этот агрегат обеспечивает два оборота варки в сутки.
Четырехаппаратный варочный агрегат состоит из двух заторных аппаратов, одного фильтрационного и одного сусловарочного аппаратов, а также из хмелеотборного аппарата и водоподогревателя. Этот агрегат обеспечивает четыре оборота варки в сутки.
Шестиаппаратные агрегаты состоят из двух заторных, двух фильтрационных и двух сусловарочных аппаратов. Эти агрегаты обеспечивают шесть варок в сутки.
Расчет производительности варочного цеха, расхода пара и площади поверхности теплопередачи см. (1, с. 169-171).
3.1.2. Заторные и сусловарочные аппараты.
Заторный аппарат представляет собой цилиндрический резервуар с двойным сферическим днищем и сферической крышкой (рис. 18.). В нижней части днища находится разгрузочное устройство для спуска части затора на отваривание или всего затора на фильтрование. Управляют разгрузочным устройством посредством маховика, закрепленного на оси. Внутри аппарата имеется лопастная или пропеллерная мешалка, привод которой находится под аппаратом.
Рис. 18. Заторный аппарат ВКЗ:
1 – поворотная заслонка; 2 – кольцевой сборник; 3 – вытяжная труба;
4 - люк; 5 – задвижка; 6 – предзаторник; 7 – крышка; 8 – термометр;
9 – смеситель; 10 – цилиндрический резервуар; 11 – манометр;
12 – маховичок; 13 – фундамент; 14 – электродвигатель; 15 – червячный редуктор; 16 – разгрузочное устройство; 17 – двойное сферическое днище;
18 - мешалка; 19 – ось; 20 – коническая зубчатая передача; 21 – маховичок; 22 – запорное устройство; 23 – поплавок; 24 – стяжная труба; 25 – шарнир;
26 – дистанционный термометр с датчиком; 27 – маховичок;
28 – маховичок; 29 – патрубок; 30 – труба для удаления конденсата.
На шарнире установлена стяжная труба с поплавком для отбора жидкой фазы затора. Вывод трубы обеспечен запорным устройством, управляемым маховиком.
Крышка имеет вытяжную трубу с поворотной заслонкой, позволяющей регулировать тягу вторичного пара. В трубе установлен кольцевой сборник для удаления конденсата вторичного пара. Сбоку на крышке смонтирован предразварник для предварительного смачивания сухих дробленых зернопродуктов.
Дробленый солод и зернопродукты поступают в предразварник, где смачиваются теплой водой из смесителя воды, затем в виде кашицы подаются в аппарат. После отваривания в другом аппарате часть заторной массы нагнетается насосом обратно в аппарат для кипячения, а оттуда подается в фильтрационный аппарат. Температура осахаривания 72-75 оС.
Сусловарочный аппарат (по конструкции такой же, как заторный аппарат) представляет собой сварной стальной цилиндрический резервуар с паровой рубашкой и сферической крышкой. В паровой рубашке предусмотрены штуцеры для подвода пара, отвода воздуха и конденсата. В нижней части установлено разгрузочное устройство для выпуска сусла из аппарата.
Внутри аппарата находится подогреватель сусла, а также лопастная или якорная мешалка. Внутри аппарата по его периметру закреплен на крышке трубчатый ороситель, предназначенный для гашения водой пены, образующейся на поверхности кипящего сусла, и ополаскивания аппарата. Сферическая крышка оснащена вытяжной трубой с поворотной заслонкой для регулирования тяги вторичного пара. С помощью кольцевого сборника и трубки удаляется образующийся в вытяжной трубе конденсат пара.
3.1.3.Фильтрационные аппараты.
Они предназначены для отделения сусла от дробины и последующего промывания ее горячей водой. Типовой фильтрационный аппарат представляет собой стальной сварной цилиндрический резервуар с теплоизоляцией, плоским днищем и сферической крышкой. Внутри аппарата на расстоянии 10-12 мм от днища расположено съемное фильтрационное сито, составленное из отдельных сегментов, на котором оседает слой дробины из заторной массы. В одном из сегментов имеется отверстие для удаления дробины. Сусло отводится к фильтрационной батарее по трубкам. Краны батареи используют для регулирования скорости сусла, отбора его через коллектор и контроля за фильтрованием.
Внутри аппарата на вертикальном валу укреплен механизм разрыхления слоя дробины во время выщелачивания. Он представляет собой систему вертикальных ножей, укрепленных на определенном расстоянии один от другого. Для удаления дробины специальным устройством поворачивают ножи на 90о, образуется щит, который сдвигает дробину к спускному отверстию.
Сферическая крышка аппарата имеет вытяжную трубу с дроссельной заслонкой, служащей для регулирования тяги вторичного пара. К крышке приварены патрубок для возврата мутного сусла в аппарат, патрубок для подачи затора и два раздвижных люка.
Сита аппарата изготавливают из листовой бронзы. Отверстия в ситах делают в виде щелей шириной 2 мм, длиной 20 мм. С нижней стороны сита отверстия расширены.
Скорость фильтрования определяется, м/с:
Vф = kΔрd²/(hф),
где k – коэффициент фильтрования; Δр – перепад давления чрез фильтрующий слой? МПа; d – диаметр частиц, мм; hф – толщина фильтруемого слоя, мм; - динамический коэффициент вязкости сусла, кПа с.
3.1.4. Гидроциклонные и хмелеотборочные аппараты.
Гидроциклонные аппараты предназначены для отделения белково-дубильных соединений и дробленого хмеля при производстве пивного сусла в варочных агрегатах.
Гидроциклонный аппарат представляет собой цилиндрический сварной сосуд с конической крышкой и наклонным днищем. На обечайке корпуса на высоте 900 мм от днища приварен входной патрубок, выполненный в виде конического сопла. Выходное отверстие сопла заужено. Патрубок расположен под углом 30о по касательной к обечайки корпуса, что создает вращательное движение подаваемому суслу. Имеются патрубки для спуска осветленного сусла, для рециркуляции сусла, для слива мутного сусла и смыва осадка. Имеется дека, на которой собирается осадок. С наружной стороны к днищу корпуса приварен лоток для подачи воды к размывателю (рис. 19).
Рис. 19. Общий вид гидроциклонного аппарата РЗ-ВГЧ:
1 – корпус аппарата; 2 – мерное стекло; 3 – люк; 4,6 – дека; 5 – осадок;
7,8 – патрубок для отвода осадка; 9,11 – патрубки для отвода сусла;
10 – смотровое окно; 12 – патрубок для ввода сусла; 13 – сопла с зауженным отверстием
Хмелеотборочный аппарат представляет собой сварной цилиндрический аппарат с коническим днищем и сферической крышкой. Внутри аппарата расположена сетчатая фильтрационная корзина с сетчатым коническим днищем для задержания лепестков хмеля. Над днищем смонтирована мешалка из труб для размешивания продукта при выщелачивании хмеля.
В верхней части аппарата расположен ороситель для промывки и выщелачивания хмеля водой.
Сусло с хмелем поступает в аппарат по трубопроводу через штуцер, где лепестки отработанного хмеля задерживаются ситами, установленными на цилиндрической части и на днище, а отцеженное сусло отсасывается насосом и по трубопроводу поступает в отстойный аппарат.
3.2. Оборудование для охлаждения и осветления пивного сусла.
Целью охлаждения и осветления сусла является понижение температуры, насыщение сусла кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц сусла. В зависимости от методов ведения брожения (низовое, верховое) сусло охлаждают до 6-7 или 14-16 оС.
При охлаждении наряду с белками тонкой взвеси выпадают и другие вещества. Причиной выделения последних являются изменение температуры и вызванное этим изменение растворимости.
3.2.1. Пластинчатые теплообменники.
Пластинчатый теплообменник используется для охлаждения сусла перед брожением и пива перед розливом, а также для стерилизации зараженного сусла и для пастеризации фильтрованного пива.
Основными рабочими элементами теплообменника являются пластины из листовой нержавеющей стали и станина, на которой в определенной последовательности они устанавливаются. Поверхность пластины имеет выступы и впадины для непрерывного перемешивания жидкости, протекающей между пластинами тонким слоем (1, рис. 1, с. 217). Между пластин образуется зигзагообразный канал для жидкости. Пластина в верхней и нижней частях имеет четыре отверстия, которые в собранном теплообменнике образуют каналы для притока и отвода теплообменивающихся жидкостей. Полукруглые вырезы вверху и внизу пластины служат для установки пластин на станине.
3.2.2. Отстойный аппарат.
Сущность процесса отстаивания заключается в том, что неоднородная система (пивное сусло) разделяется на составные части под действием силы тяжести. Движущая сила Р, под воздействием которой частица осаждается, определяется как результирующая силы тяжести G и подъемной силы среды А:
Р = G – F = mчg – mсg = (d3/6)g(ч - с),
где mч, mс – масса частицы и среды, кг; d – диаметр частицы, м; ч,с – плотность частицы и среды, кг/м3.
Представляет собой цилиндрическую емкость со сферической крышкой и плоским наклонным днищем. Внутри чана установлена охлаждающая секция. Под крышкой чана установлен конус с перфорируемыми стенками. Под конус подается стерильный воздух для аэрации сусла. Сусло тонкой струйкой подается на конус и обтекает охлаждающую секцию. В нижней части установлена дека для сбора осадка. Процесс охлаждения длится не более 2 часов. В течение этого времени температура сусла понижается с 95 до 55 оС.
3.2.3. Сепаратор для осветления пивного сусла.
Для осветления сусла с повышенной концентрацией взвешенных частиц используют многокамерный сепаратор ВСМ.
Сепаратор состоит из станины с приводным механизмом, барабана и приемно-отводящего устройства.
Барабан включает в себя основание, крышку, нижний вставкодержатель, цилиндрические вставки, верхний вставкодержатель, затяжное кольцо. Барабан надет на конусную часть вала и затянут предохранительной гайкой. Частота вращения барабана контролируется тахометром, приводящимся в движение от горизонтального вала.
Приемно-отводящее устройство сепаратора состоит из подводящей трубы, центральной трубы, напорного диска и отводящей трубы.
Сусло по подводящей трубе и центральной трубе поступает в первую камеру, где ребра нижнего и верхнего вставкодержателей придают ему вращательное движение. Под действием центробежной силы более тяжелые взвешенные частицы оседают на стенках камеры, а частично осветленное сусло под напором вновь поступающего попадает во вторую, а затем третью и четвертую камеры. Достигнув основания барабана, поток осветленного сусла продвигается по наружным каналам верхнего вставкодержателя к оси вращения барабана и попадает в камеру, в которой жидкость вращается вместе с барабаном и захватывается погруженным в нее и укрепленным неподвижно напорным диском, снабженным внутренними каналами спиральной формы. По каналам напорного диска сусло поступает в отводящую трубу.
После заполнения камер осадком сепаратор останавливают, осадок сливается, барабан разбирают и в ручную промывают [1, стр. 247].
Вопросы для самоконтроля
1. Понятие «варочные агрегаты».
2. Каковы устройство и принцип действия заторного и сусловарочного аппаратов?
3. Каковы устройство и принцип действия фильтрационного аппарата?
4. Каков расход тепла в варочном отделении?
5. Какие аппараты применяются для осветления и охлаждения пивного сусла?
6. Сравнительная характеристика холодильных тарелок, отстойного чана и гидроциклонного чана. Недостатки и преимущества.
7. Каково устройство и принцип действия сепаратора камерного типа?
8. Каково устройство и работа пластинчатых теплообменников?
Тесты по теме
1. Варочный агрегат включает в себя: 1) заторный и фильтрационный аппараты, 2) сусловарочный и заторный аппараты, 3) заторный, фильтрационный, сусловарочный аппараты?
2. Заторный аппарат служит: 1) для фильтрования сусла, 2) для приготовления заторной массы, 3) для варки сусла с хмелем?
3. Расход пара на работу сусловарочного аппарата определяется: 1) из материального баланса, 2) из формулы площади поверхности теплопередачи,
3) из теплового баланса?
4. Цель осветления пивного сусла: 1) снижение температуры сусла,
2) избавление сусла от взвешенных частиц, 3) нагревания сусла?
5. В отстойном чане сусло охлаждается за счет: 1) перфорированного конуса, 2) вставленной секции, 3) деки?
6. В сепараторе барабан посажен на: 1) вставкодержатель, 2) тахометр,
3) конусную часть вала?
Тема 4. Технологическое оборудование для производства пива.
4.1. Аппараты для брожения и дображивания пива.
Спиртовое брожение сахаров сусла в результате жизнедеятельности дрожжей – основной процесс производства пива. При брожении сложные органические соединения распадаются на более простые вещества с выделением теплоты.
Продуктом главного брожения является молодое пиво, имеющее значительную мутность, своеобразный вкус и аромат, из-за которых оно еще непригодно к употреблению. Молодое пиво направляют в закрытые аппараты для дображивания, где пиво осветляется и насыщается диоксидом углерода.
Главное брожение и дображивание проводят по двум основным схемам: периодической – для всех сортов пива; ускоренной – с совмещением главного брожения и дображивания в одном цилиндроконическом бродильном аппаратt.
4.1.1. Бродильные аппараты и танки.
Бродильный аппарат открытого типа представляет собой прямоугольный сосуд с закругленными углами стенок и днища, внутри установлен змеевик, по которому через штуцер поступает рассол или охлажденная вода. Аппарат имеет патрубок для сусла, пробку для слива его остатков, люки.
Танк главного брожения представляет собой горизонтальный алюминиевый цилиндрический сосуд со сферическими днищами, установленный на опорах. Внутри проходит охлаждающая рубашка. Сверху танка расположен газопровод, служащий для контроля процесса брожения сусла. В конце газопровода расположен тройник для отвода диоксида углерода, выделяющегося во время брожения.
На переднем днище смонтированы шпунт-аппарат для автоматического регулирования давления, кран для воздуха и кран для сбрасывания избыточного давления.
Танк для дображивания представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд со сферическим днищем, на одном из них находится люк для санитарной обработки. Для наполнения танка и слива продукта внизу расположен бронзовый кран. Диоксид углерода отводится по специальному трубопроводу со шпунт - аппаратом на конце.
Кроме горизонтальных танков для дображивания молодого пива применяют вертикальные танки. По конструкции они такие же.
Рабочая вместимость бродильного аппарата или аппарата для дображивания:
Vр = Vсk ,
где Vс – количество начального сусла, получаемого от одной варки, дал; k – коэффициент, зависящий от числа заторов, на которое рассчитан бродильный аппарат (1, 2, 4).
Vр = Vо ,
где Vо – полная вместимость аппарата, дал; - коэффициент заполнения аппарата (для бродильных аппаратов – 0,9, для дображивания – 0,96).
Цилиндроконический бродильный аппарат представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с коническим днищем, оборудованный поясами охлаждения, благодаря которым можно устанавливать индивидуальный температурный режим по высоте. Аппарат снабжен моющей головкой, предохранительным клапаном, шпунт-аппаратом, крепящимся к штуцеру, гидрозатвором, датчиками контроля температуры и верхнего уровня. Также имеются патрубки: для подвода и отвода теплоносителя (рассола); подачи и спуска сусла, пива, дрожжей; удаления диоксида углерода; подачи и спуска моющего и дезинфицирующего раствора (рис.20).
Общая длительность процессов брожения и дображивания 12-13 суток.
Рис. 20. Цилиндроконический бродильный аппарат:
1 – патрубок для подачи и спуска сусла, пива, дрожжей; 2, 3 – патрубки для подвода и отвода теплоносителя (рассола); 4 – штуцер; 5 – моющая головка; 6 – патрубок для слива осадка; 7 – патрубок для отвода воздуха;
8 – патрубок для подачи воды; 9 – насос; 10 – патрубок для отвода воздуха.
4.2. Аппараты для осветления пива
Одним из важнейших процессов приготовления пива является его осветление.
Процесс осветления пива можно рассматривать как разделение дисперсионных сред на жидкую и твердую фазы. Это разделение достигается при фильтровании, сепарировании и других методах.
4.2.1. Диатомитовый фильтр-пресс
Это аппарат периодического действия. Он включат в себя фильтр, дозатор фильтрационного порошка, расходомер и насос с электродвигателем. Фильтр смонтирован на передвижной тележке; на передней части ее установлен электродвигатель, центробежный насос и пульт управления.
Фильтр состоит из упорной плиты и продольных опорных балок; на них опираются промежуточные пластины и нажимная плита. Набор пластин и рам фильтра скрепляют зажимным устройством, в которое входят винт, червячный редуктор и электродвигатель.
Дозатор представляет собой цилиндрический сосуд. В верхней части сосуда размещены: загрузочный бункер для фильтровального порошка и мембранный насос с электродвигателем. Внутри проходит вертикальный вал с насажанной на него мешалкой. Дозу порошка регулируют поворотом ручки, расположенной на приводе дозатора.
Между пластинами фильтра прокладывают опорный картон, сжимают пластины и рамы, собранный фильтр заполняют водой. В дозатор засыпают диатомитовый порошок и заливают воду, готовят диатомитовую суспензию, которую направляют в фильтр для образования намывного слоя.
После нанесения слоев диатомита начинают фильтрование пива (рис. 21).
Рис. 21. Диатомитовый намывной фильтр Ш4-ВФД для осветления готового пива:
1 – фильтр; 2 – дозатор; 3 – расходомер; 4 – насос с электродвигателем.
4.2.2. Сепаратор для осветления пива
На рис. (3, c. 184) представлен сепаратор марки ВСП. Основные узлы сепаратора – станина, приводной механизм, барабан и приемно-отводящее устройство. Чугунная станина состоит из корпуса, чаши и плиты.
Основные детали барабана – основание, тарелкодержатель с пакетом конических тарелок и крышка.
К верхней части крышки барабана с помощью накидной гайки крепится отводной патрубок. Подводящее устройство состоит из закрепленной на нижнем конце вала крыльчатки, помещенной в специальный корпус, и подводящих труб.
По отводящему устройству осветленное пиво выводится из сепаратора. Устройство состоит из крыльчатки, отсасывающей пиво, и корпуса насоса. На трубопроводе установлены манометр для контроля давления на выходе и кран для отбора проб осветленного пива.
Сепарируемое пиво подводится в пакет тарелок с периферии барабана. В тонких межтарелочных пространствах пакета мельчайшие частицы отделяются от дисперсной среды. Осветленное пиво с содержащимся в нем диоксидом углерода оттесняется к оси барабана и отводится из него, а осадок спускается по тарелкам в шламовое пространство. По мере наполнения осадком, сепаратор останавливается для очистки и мойки барабана.
Вопросы для самоконтроля:
1. Каково устройство бродильных чанов и лагерных танков?
2. Каково устройство цилиндроконических танков?
3. Каковы принцип действия и конструктивные особенности сепараторов для осветления пива?
4. Устройство и принцип действия фильтр-пресса.
5. Сравнительная характеристика аппаратов для осветления пива.
Тесты по теме:
1. Для какой цели нужен шпунт-аппарат: 1) для удаления диоксида углерода, 2) для дезинфекции аппаратов, 3) для регулирования давления?
2. Что такое диатомит и где его применяют: 1) при сепарировании, 2) при фильтровании, 3) при отстаивании?
3. В сепараторе осадок удаляется из: 1) барабана, 2) шламового пространства, 3) крыльчатки?
4. В фильтр-прессе на пластины наносятся: 1) диатомитовая суспензия,
2) диатомитовый порошок, 3) диатомий?
Тема 5. Технологическое оборудование для производства кваса и безалкогольных напитков.
5.1. Аппараты для приготовления воды
Вода, используемая для приготовления напитков, должна быть бактериально чистой, прозрачной, иметь общую жесткость не более 6,4 мг экв/л.
Большинство заводов безалкогольных напитков получает питьевую воду из сети городского водопровода, куда она поступает после соответствующей обработки на очистных станциях. При необходимости на заводах воду умягчают. Для очистки ее от примесей используют методы отстаивания, коагуляции, фильтрования, а также бактерицидное облучение.
5.1.1. Катионитовый фильтр.
Представляет собой (рис. 22) цилиндрическую емкость, со сферическим днищем и крышкой. Днище залито бетоном. На днище уложено дренажное устройство, которое представляет собой трубу с отверстиями, в которые под углом 90о вставлены патрубки. На концы патрубков навинчены шестигранники, на каждой стороне по два отверстия. На дренажное устройство уложено три слоя кварцевого песка, на который уложен слой катионита высотой 1,5 м. Под крышкой располагается распределительная воронка.
Вода поступает сверху на воронку, проходит слой катионита и умягченная вода выводится через дренажное устройство.
Каждые 10-12 часов работы фильтра катионит необходимо отмывать от солей жесткости. Для этого в солерастворителе готовят раствор поваренной соли.
5.1.2. Песочные фильтры.
От взвешенных частиц воду очищают путем фильтрования ее через слой кварцевого песка. Для этого применяют песочные одно- и двухпоточные фильтры без тканевых фильтрующих прокладок (1, с. 409-410).
Однопоточный песочный фильтр представляет собой цилиндрический корпус, на опорном кольце крепится решетка, на которую укладывается три слоя кварцевого песка. Первый слой – высота 50 мм, размер зерен 3-3,5 мм; второй слой – высота 50 мм, размер зерен 2-2,5 мм; третий слой – высота 100 мм, размер зерен 1-1,5 мм. Под крышкой имеется распределительное устройство для воды. Вода отводится в нижней части фильтра.
Рис. 22. Натрий катионитовый фильтр:
1 – стальной сосуд; 2 – люк; 3 – дренажная система;
4 – распределительная система.
Двухпоточный песочный фильтр по конструкции такой же, как и однопоточный. Только внутри имеется дренажное устройство, которое располагается в толще мелкого песка. На решетку укладывают три слоя кварцевого песка: первый слой – высота 100 мм, размер зерен 3-3,5 мм; второй слой – высота 100 мм, размер зерен 2-2,5 мм; третий слой – высота 400 мм, размер зерен 0,5-1 мм. Вода подается в два потока: сверху и снизу и отводится через дренажное устройство.
Производительность фильтров будет зависеть от площади поперечного сечения фильтра и от скорости подачи воды.
5.1.3. Угольные колонки.
Вода обрабатывается активным углем в угольных колонках для улучшения вкуса и запаха воды.
Угольная колонка представляет собой цилиндрическую емкость со сферическим днищем и крышкой. На днище располагается решетка, на которую укладывают слой активного угля высотой 4000 мм. Общая высота колонки 4200 мм. Вода подается снизу и отводится через патрубок в крышке колонки. Для регенерации угля в крышке имеется патрубок для подачи пара.
5.2. Оборудование для приготовления сахарного сиропа.
Белый сахарный сироп получают путем растворения сахара в воде, кипячения водного раствора сахара, фильтрования через спиртловушку и охлаждения сиропа в теплообменник. Во избежание брожения сахар при хранении концентрируют в сироповарочных аппаратах (рис. 23.), представляющих собой закрытые стальные резервуары цилиндрической формы со сферическим днищем.
Рис. 23. Сироповарочный аппарат:
1 – корпус; 2 – паровая рубашка; 3 – привод; 4 – якорная мешалка
Сироповарочный аппарат оборудован паровой рубашкой с патрубками для подвода пара и вывода конденсата. В корпусе котла размещена якорная мешалка с верхним приводом для перемешивания концентрируемого сахарного сиропа. Крышка котла оборудована люком с задвижкой для загрузки сахара, патрубком для залива воды и вытяжной трубой для отвода водяных паров. В целях выгрузки концентрированного сиропа в днище смонтирован специальный патрубок. Специальный клапан закрывает спускное отверстие. Перемещение клапана осуществляется при помощи штурвала, соединенного с конической передачей через тягу.
Объем сироповарочных аппаратов (м3):
V = Vo/2,
где Vo – количество сахарного сиропа, приготовляемого в сутки, м3;
2 – количество варок в сутки; - коэффициент заполнения котла, учитывающий вспенивание сиропа в процессе варки ( = 0,75).
Расход пара на работу сироповарочного аппарата определяется из уравнения теплового баланса [1, стр. 408].
Колер, являющийся красителем многих безалкогольных напитков, варят в колероварочных аппаратах с электрическим обогревом.
Колероварочный аппарат представляет собой цилиндр, внутрь которого вставлен другой цилиндр, пространство между которыми заполнено асбестом. На днище внутреннего цилиндра уложены нагревательные элементы, на которых укреплен тигель. Масса в аппарате перемешивается переносной мешалкой. Над аппаратом установлен вытяжной зонт.
5.3. Оборудование для приготовления купажных сиропов
Для приготовления купажного сиропа используют предкупажные сборники-мерники, используемые для хранения составляющих купажного сиропа, купажные аппараты, фильтры для осветления сиропа и теплообменники для охлаждения готового купажного сиропа.
Для купажирования используют стальные эмалированные, алюминиевые или нержавеющие резервуары. Аппараты оснащены мешалками якорного типа, герметически закрывающимися люками, мерными стеклами и арматурой. Аппараты имеют рубашку для охлаждающего рассола. Иногда перемешивание компонентов купажного сиропа производят путем продувки СО2.
Для перемещения горячего сиропа используют монжю, что исключает загрязнение сиропа смазочными маслами.
5.4. Установки для насыщения воды диоксидом углерода и приготовления газированных напитков.
Умягченная вода перед насыщением диоксидом углерода подлежит деаэрации.
Деаэрация воды – это процесс удаления из нее растворенного воздуха во избежание окисления ароматических и красящих веществ, витаминов купажного сиропа, вызывающих помутнение и появление мыльного привкуса. Деаэрацию воды лучше проводить при повышенной температуре и пониженном давлении. Насыщение воды диоксидом углерода протекает лучше в охлажденной воде и при повышенном давлении газа. Температура воды должна быть 4-6 оС.
Растворенный воздух следует удалять не только из воды, но и из купажного сиропа, так как при его приготовлении компоненты, входящие в сироп, тщательно перемешиваются и купажный сироп поглощает значительное количество воздуха.
В сатураторе АСК-1 вода деаэрируется исключительно в результате снижения давления воздуха без вакуумирования. Сатуратор включает в себя деаэрационную колонку, колонки насыщения диоксидом углерода, насос для подачи воды и шкаф с электропусковой аппаратурой, установленные на одной плите.
Деаэрационная колонка представляет собой цилиндрический сосуд из трех секций, между которыми смонтированы разделительные конусы. Каждый из них состоит из диафрагмы, наклонной трубы и воронки с тарелкой. Верхняя и нижняя секции имеют несъемные сферические днища.
Колонка насыщения - это цилиндрический сосуд, закрытый сверху и снизу съемными сферическими днищами. Верхняя часть колонки предназначена для насыщения воды диоксидом углерода, нижняя является водосборником. Вода подается в колонку насыщения снизу, по центральной трубе с сетчатыми перегородками поднимается вверх. Перегородки дробят пузырьки газа, способствуя его растворению в воде. Диоксид углерода в колонку насыщения поступает из газовой сети через редуктор, снабженный манометром. Достигнув верха центральной трубы, вода переливается на решетку и стекает вниз по насадке из колец Рашига. Пройдя насадку, вода стекает в нижнюю часть колонки насыщения, являющуюся водосборником газированной воды, и затем направляется в фасовочную машину.
По более современной схеме купажный сироп и вода смешиваются в заданном соотношении, а полученный раствор насыщается диоксидом углерода в отдельной установке, затем разливается в бутылки.
Синхронно-смесительная установка для приготовления газированного напитка в непрерывном потоке состоит из основания, на котором смонтированы колонка деаэрации, колонка насыщения, резервуар для сиропа с клапаном, струйные насадки, дозировочная насадка, смесительная колонка, вакуум-насос, вихревой насос для подачи деаэрированной воды в смесительную колонку, два вихревых насоса для подачи напитка на сатурацию, пульт управления, а также системы трубопроводов, связывающих узы в единую технологическую систему (3, с. 221-225).
Вопросы для самоконтроля:
1. Каково оборудование для подготовки воды, устройство, принцип действия?
2. Каков принцип действия катионитового фильтра?
3. Каков принцип действия песочных фильтров?
4. Назначение и устройство угольной колонки.
5. Каково устройство сироповарочного котла?
6. Материальный и тепловой баланс сироповарочного котла.
7. Назначение колероварочного котла.
8. Каково устройство купажных чанов?
9. Каково устройство деаэрационной колонки?
10. Каково устройство сатурационной установки?
11. Схема насыщения диоксидом углерода купажного сиропа.
12. От каких факторов зависит производительность фильтров для подготовки воды?
Тесты по теме:
1. Для умягчения воды применяют: 1) катионитовый фильтр, 2) песочный фильтр, 3) угольную колонку?
2. Песочный фильтр предназначен: 1) для удаления жесткости из воды,
2) для удаления взвешенных частиц, 3) для удаления запаха из воды?
3. В угольной колонке вода подается: 1) снизу, 2) сверху, 3) в средней части?
4. В сироповарочном котле применяют мешалку: 1) лопастную,
2) пропеллерную, 3) якорную?
5. Расход пара на работу сироповарочного котла определяют: 1) из уравнения материального баланса, 2) из уравнения теплового баланса, 3) из уравнения вместимости аппарата?
6. Колер готовят при помощи: 1) электрического обогрева, 2) подачи пара в паровую рубашку, 3) выносного обогрева?
7. Готовый купажный сироп: 1) охлаждают, 2) нагревают, 3) обрабатывают паром?
8. Деаэрация воды - это: 1) насыщение воды СО2, 2) удаление лишнего воздуха, 3) фильтрование?
9. При какой температуре вода насыщается СО2: 1) 0-2 оС, 2) 3-4 оС, 3) 4-6 оС?
10. Кольца Рашига применяют: 1) в деаэрационной колонке, 2) в колонке насыщения, 3) в смесительных установках?
Тема 6. Технологическое оборудование линий упаковывания пивобезалкогольных напитков.
Для фасования пива и безалкогольных напитков используют различное по производительности и составу технологическое оборудование.
Все газированные напитки фасуют в бутылки в изобарических условиях во избежание минимальной потери диоксида углерода.
На предприятиях по производству газированных напитков применяют автоматизированные линии фасования производительностью от 1500 до 60000 бутылок в час.
Пиво и безалкогольные напитки фасуют в бутылки вместимостью 0,33 и 0,5 л. В некоторые линии фасования пива входят пастеризаторы для пастеризации его в бутылках; аппараты устанавливают после инспекционной машины готовой продукции.
Линии фасования безалкогольных напитков включают в себя также машины для смешивания и сатурации напитков.
Оборудование линии фасования располагают в порядке последовательности выполнения технологических операций (рис. 24.).
Рис. 24. План размещения оборудования линий фасования безалкогольных напитков Б2-ВРШ-12, пива Б2-ВРЩ-12:
1 – моечная машина для бутылок АММ-12; 2 – установка сатурационная Ш4-ВНС-6; 3 – машина фасовочно-укупорочная Т1-ВДР-12; 4 – установка подачи кронен-пробок БЗ-ВЗБ; 5 – машина для визуальной инспекции пищевых жидкостей в бутылках В6-ВИЛ; 6 – машина этикетировочная Б-12;
7 – транспортное устройство для перемещения бутылок Б2-ВРШ-12;
8 – механический датчик счетчика бутылок ВСА-6-001Б; 9 – транспортное устройство для перемещения ящиков Б2-ФРЩ-12/3; 10 – машина для укладывания бутылок в ящики Б3-ОУ2А-2-02(Об); 11 – машина для извлечения бутылок из ящиков Б3-ОИ2А-2-02(Об).
6.1. Машины по извлечению бутылок из ящиков и укладки их в ящики.
Машина по извлечению бутылок из ящиков состоит (1, с.594) из станины, стола загрузки, ящичного транспортера, бутылочного транспортера, захватной головки, в которой находится 20 захватных устройств по числу бутылок в ящике. Захватная головка крепится к каретки. Захват бутылок осуществляется с помощью сжатого воздуха, а освобождение – под действием пружины, установленной в захватной головке между полым штоком и гильзой крепления резинового захвата. Подъем и горизонтальное перемещение захватной головки осуществляется двумя пневмоцилиндрами.
Для подачи ящиков под захватную головку и отвода их смонтирован механизм перемещения ящиков, который представляет собой сварной каркас с направляющими для рабочих и холостых ветвей цепного конвейера для ящиков. На корпусе смонтированы механизмы разделения потока ящиков на входе в машину, остановки ящиков под захватной головкой и нажима на ящик в момент извлечения бутылок.
Машины для укладки бутылок в ящики могут работать по принципу сталкивания. Пустые ящики направляются к механизму перемещения ящиков, который отделяет головной ящик и помещает его между тяговыми планками. Планки, переместившись на соответствующее количеству захватных головок число шагов, останавливаются. Механизм центрирования бутылок опускается на ящики и производит центрирование ящика с помощью рамы и перегородок. Захватная головка опускается с помощью цилиндра, захватные устройства захватывают бутылки, после чего головка поднимается. Каретка перемещается с помощью цилиндра, закрепленного на кронштейне, и останавливается над ящиком, затем захватная головка с бутылками опускается в ящик.
Производительность машины будет определяться:
П = 3600 m / Tк (бут/час),
где m - количество захватных головок, шт.; Tк – кинематический цикл машины, с.
6.2. Бутылкомоечные машины.
Машина АММ-6 является унифицированной (используется в линиях упаковывания различного назначения).
Машина состоит из корпуса, транспортера, который перемещается по пяти звездочкам, бутылконосителей с кассетами, щелочных отмочных ванн, шприцевальных устройств, этикетоотборника (рис. 25.). Работает машина следующим образом. Накопившиеся на столе загрузки бутылки орошаются водой температурой 20-25 оС для удаления легкосмываемой грязи и для устранения термобоя внутри машины. С помощью планки бутылки поднимаются по направляющим на горку и вставляются в кассеты бутылконосителя. Здесь они омываются водой температурой 40-45 оС.
Рис. 25. Бутылкомоечная машина АММ-6:
1 – пластинчатый конвейер; 2 – стол загрузки; 3 – труба; 4 – механизм загрузки бутылок; 5 – пластинчатый конвейер; 6 – механизм разгрузки бутылок; 7 – труба; 8 – корпус; 9 – цепь; 10, 11, 14, 16 – форсунки; 12 – паровой барбатер; 13, 15 – ванны для сбора моющего раствора; 17 – барабан;
18 – этикетоотборник; 19, 21 – теплообменники; 20, 22 – нижние ванны.
Затем бутылки входят в первую отмочную ванну, в которой температура щелочного раствора 60 – 65оС. При выходе из первой ванны цепь с бутылконосителями обкатывается по барабану, над которым установлена труба с соплами, предназначенными для смыва этикеток. Далее этикетки направляются в лоток, а затем по транспортеру отводятся в этикетоотборник.
После смыва этикеток бутылки направляются во вторую ванну, где происходит окончательное отмачивание этикеток при температуре щелочного раствора 75-80оС.
Затем бутылки отправляются в верхнюю часть машины и переворачиваются горлышком вниз. Здесь происходит внутреннее шприцевание и наружный обмыв бутылок щелочным раствором, горячей умягченной водой и холодной водой. При очередном повороте цепей с бутылконосителями бутылки выпадают на приемный лоток механизма выгрузки.
Производительность машины будет определяться:
П = 3600 m / Tк , бут/час,
где m – количество кассет в бутылконосителе, шт.; Tк – кинематический цикл машины, с.
Расход пара на работу машины будет определяться из уравнения теплового баланса [1, стр. 541].
6.3.Фасовочные машины.
При фасовании пивобезалкогольной продукции применяют сверхбарометрическое фасование, сущность которого состоит в том, что вначале в бутылках создается газовое противодавление, равное тому, под которым находится продукт в расходном резервуаре фасовочной машины, а затем в условиях равновесия газовой системы происходит наполнение бутылок жидкостью. Сверхбарометрическое фасование производится только по уровню.
Фасовочная машина работает следующим образом. Бутылки по транспортеру подходят к шнеку-делителю и разделяются по одной. Подходят к загрузочной звездочки, с помощью которой устанавливаются на подъемный столик. Столик поднимает бутылку к фасовочному устройству и бутылка центрируется с помощью колокольчика (рис. 26.).
Рис. 26. Фасовочно-укупорочная машина ВРМ/1:
1, 2 – система вакуумирования; 3 – кулачек; 4 – резервуар; 5 – фасовочные устройства; 6 – вибробункер; 7 – пробкопровод; 8 – карусель укупоривания;
9 – пульт управления; 10 – укупорочные устройства; 11 – станина;
12 – фасовочная карусель; 13 – кольцевой уголок ограждения;
14 – разгрузочная звездочка; 15 – промежуточная звездочка; 16 – механизм загрузки и выгрузки; 17 – загрузочная звездочка; 18 – шнек; 19 – шток цилиндра блокировки; 20 – трубопровод.
При дальнейшем вращении фасовочной карусели кулачок механизма управления газовым клапаном поворачивается штоком цилиндра блокировки в положение, соответствующее открытию газового клапана. При этом диоксид углерода по газовой трубке фасовочного устройства начинает поступать в бутылку до тех пор, пока давление в ней не станет равным давлению в наджидкостном пространстве резервуара.
В дальнейшем под действием пружины открывается жидкостный клапан, и через кольцевой зазор между стенкой горлышка бутылки и резиновым конусом на газовой трубке напиток сливается в бутылку. Благодаря резиновому конусу жидкость стекает в виде шатра по стенке бутылки тонкой пленкой.
Когда уровень напитка в бутылке поднимается до нижнего конца газовой трубки, слив его прекращается, а кулачок управления, надвинувшись на копир, закрывает газовый и жидкостный клапаны.
Под действием копира подъемные столики опускаются, бутылки выходят из-под центрирующего колокольчика, снимаются разгрузочной звездочкой с фасовочной карусели и передаются на карусель укупорки.
Производительность машины будет определяться:
П = 3600 m n (бут/час),
где m – количество фасовочных устройств, шт.; n – частота вращения ротора карусели, сек-1.
6.4. Укупорочные машины.
Укупорочная машина состоит из станины, в которую заключен привод машины, нижней карусели, в которой находятся загрузочная и разгрузочная звездочки, неподъемные столики; верхней карусели, в которой находятся укупорочные патроны, а также бункер с кронен-пробками, ориентатором пробок и лоток, по которому движутся кронен-пробки к укупорочному патрону.
Бутылки шнеком-делителем передаются на загрузочную звездочку, которая перемещает их на стол ротора. С помощью укупорочных патронов, управляемых копиром, бутылки укупориваются.
Укупорочный патрон опускается и держателем прижимает стальной колпачок, находящийся в приемнике патрона, к горлышку бутылки. При дальнейшем опускании патрона обжимные конические кулачки заходят на колпачок и обжимают его гофрированную юбочку по венчику горлышка бутылки. Обжимные кулачки стягиваются спиральной пружиной, которая воспринимает горизонтальные усилия при обжиме колпачка. Вертикальные усилия передаются патроном на копир. После укупорки бутылка с помощью разгрузочной звездочки выставляется на транспортер.
Производительность машины будет определяться:
П = 3600 m n (бут/час),
где m – количество укупорочных патронов, шт.; n – частота вращения ротора карусели, с-1.
6.5. Инспекционные машины.
Предназначены для визуального контроля бутылки с продукцией (посторонние включения) и инспекции укупоривания бутылки.
Бутылка с конвейера загрузочной звездочкой подается на направляющую стола и затем в ячейку носителя, который забирает ее и переносит на верхнюю ветвь цепи конвейера, поворачивая горлышком вниз. Находясь на верхней части конвейера, бутылка проходит перед экраном и подвергается визуальному контролю. В случае обнаружения брака бутылку снимают с конвейера в ручную. После прохождения светового экрана бутылка снова опускается на нижнюю ветвь и разгрузочной звездочкой подается на транспортер (рис.27.).
а б
Рис. 27. Инспекционная машина Т1-ВИМ:
а – общий вид, б – кинематическая схема):
1 – станина; 2 – световой экран; 3 – электродвигатель; 4, 5 – шкивы;
6 – редуктор; 7 – цепная передача; 8 – звездочка; 9,10 – шкивы; 11 - цепь
Производительность машины будет определяться:
П = 3600 m/Tк (бут/час),
где n – число бутылок в кассете, шт.; Tк – кинематический цикл машины, с.
6.6. Этикетировочные машины.
Машины бывают карусельного и линейного типов. На карусельных машинах можно наклеивать все виды этикеток (этикетка, контрэтикетка, кольеретка, оформление бутылки фольгой – галстук). На линейных машинах можно наклеивать только один вид этикеток.
Этикетировочная машина ВЭВ предназначена для наклеивания методом обкатки этикеток прямоугольной формы на цилиндрическую часть бутылок вместимостью 0,25; 0,33; 0,5; 0,75 л. Машина имеет два магазина этикеток, позволяющих варьировать производительность от 6000 до 12000 бутылок в час.
Машина состоит из шнека, этикетопереносчика, клеевой ванны, датирующего устройства, двух магазинов этикеток, конвейера, подушки из пористой резины, станины со встроенным приводом и вакуум-насосом (3, с.306).
Шнек, вращаясь синхронно с этикетопереносчиком, подает с конвейера бутылки к этикетопереносчику через строго определенные интервалы. Этикетопереносчик представляет собой вакуум-барабан, равномерно вращающийся вокруг вертикальной оси и переносящий этикетки из магазинов на бутылки.
Цилиндр барабана разделен на шесть сегментов с вакуум присосками, которые отсасывают этикетки из магазинов и удерживают их до момента соприкосновения с бутылками. Во время переноса этикетки датирующее устройство наносит на нее дату изготовления, номер бригады и т.д., а затем ролик клеевой ванны - клей в виде продольных полосок.
Бутылка при соприкосновении с этикетопереносчиком отключает присоски от вакуум-насоса, сообщая их с атмосферой, и этикетка свободно отделяется от них. Соприкасаясь с бутылкой стороной, смазанной клеем, этикетка приклеивается к ней.
Бутылка с наклеенной этикеткой, продолжая продвигаться по конвейеру, входит в зону конвейера, который обкатывает ее по неподвижной поверхности подушки, прижимает этикетку к бутылке.
Производительность машины будет определяться:
П = 3600 m n (бут/час),
где m – количество сегментов на барабане, шт.; n – частота вращения барабана, с-1.
Вопросы для самоконтроля:
1. Каков состав автоматической линии розлива и оформления готовой продукции?
2. Каковы особенности и принцип действия машин по извлечению бутылок из ящиков и укладки их в ящики?
3. Каковы особенности устройства и принцип действия бутылкомоечных машин?
4. Как составить тепловой баланс бутылкомоечной машины и определить расход пара на мойку бутылок?
5. В чем заключается отличие фасовочных машин для пива и безалкогольных напитков?
6. Как составить циклограмму работы фасовочной машины для пива и безалкогольных напитков?
7. Каково устройство укупорочной машины?
8. От каких факторов будет зависеть производительность укупорочной машины?
9. Каковы устройство и принцип действия инспекционной машины?
10. Каковы устройство и принцип действия этикетировочной машины?
11. От каких факторов зависит производительность этикетировочной машины?
Тесты по теме:
1. С какой целью служит захватывающие устройство в машине по извлечению бутылок из ящиков: 1) для захватывания бутылок, 2) для перемещения ящиков, 3) для поднятия бутылок?
2. В бутылкомоечной машине этикетки отмачивают при температуре: 1) 20 оС, 2) 40 оС, 3) 65 оС?
3. Фасование напитков происходит: 1) при избыточном давлении, 2) при атмосферном давлении, 3) при сверхбарометрическом давлении?
4. В бутылке при фасовании напитков создается: 1) разрежение,
2) давление, 3) напряжение?
5. Стеклянные бутылки укупоривают какими пробками:
1) полиэтиленовыми, 2) кронен-пробками, 3) корковыми пробками?
6. Инспекционная машина предназначена: 1) для визуального контроля,
2) для индивидуального контроля, 3) для смешивания купажа и водой?
7. На коническую часть бутылки наклеивают: 1) этикетку,
2) контрэтикетку, 3) кольеретку?
Тема 7. Механизация трудоемких процессов на пивобезалкогольных заводах
На предприятиях пивобезалкогольных заводов применяют для механизации трудоемких процессов различные конструкции механизмов.
7.1. Конвейеры
Конвейерные системы предназначены для транспортировки продукции (бутылок и др. тары) между функциональными узлами линии упаковывания, такими как фасовочная, укупорочная и этикетировочная машины и т.д.
Конвейеры изготавливаются:
- горизонтальными (прямые и поворотные);
- вертикальными (подъемные и опускные);
- однорядными и многорядными.
По типу конструкции выделяют:
- приводные роликовые;
- ленточные;
- роликовые (рольганги).
7.1.1. Приводные роликовые конвейеры (рис. 28.)
Применяются для перемещения грузов в производственных линиях, а также при выполнении разных технологических операций на складах и предприятиях. Как правило, используются в конечных частях линий (сухих). Также приводные роликовые транспортеры выполняют транспортные и накопительные функции. Перемещение груза по подобному устройству осуществляется специальным приводом в виде звездочек, толкателей и пр., т.е. роликовый конвейер в данном случае выступает в качестве облегчающего передвижение груза устройства с дополнительной функцией сохранения ориентации. Скорость продукта зависит от угла наклона выдвижных ног. Обычно приводной транспортер состоит из модульных секций, каждая длиной примерно 1,5 метра. Выпускаются модификации приводных роликовых конвейеров с разными типами роликов: пластмассовые и металлические. Механизмы линий могут быть расположены как под углом 45º, так и 90º.
|
Рис. 28. Общий вид приводных роликовых транспортеров |
7.1.2. Ленточные конвейеры (рис. 29.)
Состоят из грузонесущей бесконечной (кольцевой) ленты, промежуточных опорных роликов, приводного и натяжного барабанов с приводным оборудованием и опорной конструкцией. Выпускаются модификации ленточных транспортеров с разными типами лент в зависимости от потребностей заказчика, например, с брезентовой, резинотканевой, сетчатой лентой или специальной пищевой лентой. Конструкция ленточных конвейеров выполняется из черного металла или нержавеющей стали. Ленточные транспортеры могут перемещать практически любые грузы и предметы: единичные грузы, короба, различные детали и узлы, и т. д. Среди разновидностей подобных систем можно отметить прямые ленточные конвейеры (подходят под самые разнообразные грузы), ленточные конвейеры с защитными бортами (для транспортировки грузов, которые могут выйти за пределы конвейера).
|
|
|
Рис. 29. Общий вид ленточного транспортера |
7.1.3. Роликовые транспортеры (рольганги неприводные) (рис. 30.)
Подходят для транспортировки штучных грузов, например, профильного проката, досок, плитки, контейнеров и т.д. Роликовые конвейеры могут служить накопителями, а также для отвода грузов, причем съем груза может быть осуществлен в любом месте рольганга. Рольганги выполнены неприводными, т.е. движение груза осуществляется под собственным весом (гравитационные) или с помощью работника.
Рольганги могут устанавливаться под уклоном до 15°–20°. Высота от пола до рабочей поверхности регулируется в пределах ±150 мм. Материал применяемых роликов по выбору: алюминий, нержавеющая сталь, пластик.
Рольганг может состоять из отдельных секций. В зависимости от конфигурации трасса рольганг может включать в себя поворотные секции. Наиболее распространены рольганги с длиной ролика от 400 до 2000 мм и диаметром 30 и 32 мм. В зависимости от модели и производителя роликового конвейера шаг ролика варьируется обычно в пределах 37,5-75 мм. Перемещение груза по рольгангу производится вручную. С помощью таких систем можно довольно легко организовать погрузочно-разгрузочные работы. Если установить роликовый транспортер под небольшим углом, единицы груза будут скатываться самостоятельно.
|
|
|
Рис. 30. Рольганги транспортирующие неприводные |
7.1.4. Пластинчатые конвейеры
Для перемещения бутылок в современных линиях упаковывания чаще всего применяют пластинчатые конвейеры, выпускаемые в различных вариантах и с различными видами пластин и тяговых элементов. На рис. 31 а, показан общий вид пластинчатого конвейера (участок с приводной звездочкой). Как правило, пластинчатые конвейеры состоят из секций; бутылки переходят с одной секции на другую. При применении специальных ромбических пластин, (подобных показанным на рис. 31 а) конвейеры можно монтировать с криволинейными участками. В этом случае используются поворотные блоки (рис. 31 б).
На рис. 32. показаны различные виды цепей и пластин, применяемые в пластинчатых конвейерах; возможны и другие конструктивные варианты показанных элементов.
Производительность конвейеров должна обеспечивать производительность линий; скорость их – 0,11; 0,21; 0,41; 0,50 и 0,65 м/с (производительность - соответственно 3; 6; 12; 18 и 24 тыс. бутылок в час).
Как правило, пластинчатые конвейеры чаще всего положены в основу накопительных устройств линий упаковывания напитков.
Специфическими элементами конвейеров для перемещения бутылок являются перегрузочные устройства-соединители и разделители потоков. Их значение возрастает с повышением уровня механизации транспортных операций на линиях упаковывания. По конструкции перегрузочные устройства бывают весьма разнообразны.
Рис. 31. Пластинчатый конвейер для бутылок:
а – участок общего вида; б – поворотный блок.
Рис. 32. Тяговые элементы пластинчатых конвейеров:
а – сварная цепь с пластинами; б – пластинчатая цепь; в – втулочно-роликовая цепь с пластинами; г – петлевая (шарнирно-пластинчатая) цепь.
Цепные конвейеры находят применение для перемещения бутылок и ящиков, а также в качестве рабочих органов различных транспортирующих устройств. Для перемещения бутылок в цепных конвейерах может быть использована одна тяговая втулочно-роликовая цепь, а для перемещения ящиков, как правило, две цепи (хотя можно использовать одноцепной конвейер). При применении специальной шарнирной цепи, позволяющей осуществлять как продольный, так и поперечный ее изгиб, такой конвейер можно выполнить с поворотом.
Роликовые и дисковые конвейеры применяют для перемещения ящиков, коробов и других штучных грузов. По конструкции ролики могут быть прямыми и коническими (на закругленных участках конвейеров). Как правило, роликовые конвейеры (рольганги) состоят из отдельных секций длиной 2-3 м. Конвейеры могут быть приводными и неприводными. Вторые устанавливаются с уклоном 0,02-0,03 (с подшипниками качения) и 0,05-0,06 (с подшипниками скольжения).
Ленточные конвейеры в настоящее время на линиях упаковывания применяют редко. Их используют лишь в экспедициях и при других складских работах.
Производительность (пропускная способность) перечисленных транспортирующих устройств в общем случае определяется скоростью тягового элемента и расстояние между отдельными грузами (при перемещении штучных грузов).
7.2. Транспортеры для бутылок и ящиков
В настоящее время все транспортирующие устройства выпускаются в виде секций, которые собираются на предприятии-потребителе в зависимости от конкретных условий. Такие транспортеры состоят из самостоятельных сборочных единиц, включающих направляющие, привод, секции, поворотные блоки, стойки, тяговый орган, концевую головку. Привод, как правило, осуществляется от электродвигателя через редуктор и цепную передачу или от мотора-редуктора.
Отечественными машиностроительными предприятиями в разное время были разработаны типовые конструкции транспортеров, которыми оснащены производства отрасли.
Для перемещения ящиков были разработаны цепные транспортеры ВУЛ/1 и ВТА, а также роликовый транспортер (рольганг) ВРЗ/2, который может быть изменен и для коробов. В настоящее время рекомендуются к установке более современные конструкции транспортирующих устройств для бутылок, ящиков и коробов на линиях упаковывания напитков.
Так, ООО «Фруктонад Групп» поставляет конвейерные системы для бутылок, включающие следующие секции: однорядные (прямые, поворотные, проходные, разделительные), переходные (многорядные – однорядные, однорядные – многорядные), вертикальные (поднимающие/опускающие), поворотные столы (принимающие/подающие) и другие виды оборудования.
Некоторые из перечисленных секций показаны на рис. 33. Из них может быть скомпонована конвейерная система любой конструкции. Примером может служить двойной конвейер в виде «ворот» (рис. 33 и), применяемый для развязки пересекающихся конвейеров, находящихся на одном уровне, и для обеспечения удобного и безопасного прохода обслуживающего персонала к оборудованию.
Рис. 33. Основные типы секций конвейерных систем для бутылок:
а – однорядная прямая; б – однорядная поворотная; в – однорядная проходная; г – многорядная прямая; д – многорядная-однорядная проходная;
е – «ворота» (двойные); ж – вертикальная поднимающаяся/опускающаяся (двойная); з – поворотный стол принимающий/подающий; и – многорядная поворотная.
7.3. Подъемники для бутылок
Из выпускаемого отечественного оборудования указанного назначения наиболее распространены подъемники ВТ2-П.
Такой подъемник (рис. 34.) состоит из секций, соединенных друг с другом и образующих каркас подъемника, обшитый щитами. Внутри каркаса расположен цепной конвейер, имеющий прижимы бутылок.
Рис. 34. Подъемник для бутылок ВТ2-П (общий вид):
1 – натяжная и 7 – приводная секция; 2 – подставка; 3, 4, 5 – промежуточные секции; 6 – щит управления; 8 – останов; 9 – скоба; 10, 11 – цепи.
Натяжная секция представляет собой сварную конструкцию, внутри которой на подшипниках качения установлен вал со звездочками, а на кронштейнах – копир и направляющие цепей. В натяжной секции предусмотрено натяжное устройство, с помощью которого регулируется натяжение цепей бутылконесущего конвейера.
Приводная секция состоит из каркаса, в верхней части которого установлены приводной вал со звездочками, копир и направляющие цепи. В нижней части каркаса смонтирован привод, передающий вращательное движение приводному валу от двигателя через предохранительную муфту, вариатор скорости, клиноременную передачу, редуктор, цепную передачу и звездочку.
С помощью натяжного устройства осуществляется регулирование натяжения клиновых ремней передачи. Средняя часть подъемника состоит из поворотных и промежуточных секций, представляющих собой сварные конструкции, внутри которых установлены направляющие цепей с прижимами.
Для придания подъемнику большей устойчивости предусмотрена подставка.
При работе подъемника на подъем бутылок натяжная секция находится внизу, а приводная – вверху. При работе подъемника на спуск бутылок указанные секции необходимо поменять местами.
Бутылконесущий цепной конвейер состоит из двух параллельных замкнутых цепей. На одной из них расположены подвижные, а на другой – неподвижные прижимы бутылок. Цепи соединены между собой скобами, расположенными с шагом 400 мм, с целью надежной работы подъемника при большой производительности. Подвижные и неподвижные прижимы состоят из обрезиненных дисков, скрепленных стержнями, которые расположены в полых валиках цепей.
Подвижный прижим имеет возможность перемещаться по полому валику и пружиной поджимает бутылку к неподвижному прижиму. С целью надежного захвата бутылок подвижный прижим выполнен плавающим и установлен со смещением на полшага цепи относительно неподвижного прижима.
На противоположном конце стержня подвижного прижима имеется регулировочная гайка, ограничивающая ход стержня, и установлен упор, который уменьшает или увеличивает расстояние между дисками прижимов и осуществляет тем самым захват освобожденных транспортируемых бутылок.
С целью предотвращения поломки подъемника в случае остановки или перегрузки бутылками отводящего конвейера предусмотрен механизм останова. При работе на подъем холостые ветви цепей с прижимами движутся сверху вниз.
Перемещаемые подающим конвейером бутылки находятся между дисками подвижных и неподвижных прижимов и, плотно зажатые ими, перемещаются к месту выгрузки на отводящий конвейер. Копиры должны обеспечить загрузку и выгрузку бутылок. Скорость движения ленты подающего конвейера должна быть строго согласованной со скоростью бутылконесущих цепей.
Скорость отводящего конвейера должна на 10% превышать скорость бутылконесущих цепей подъемника. Управление работой подъемника осуществляется либо со щита управления, установленного в зоне выгрузки бутылок, либо с пульта, расположенного в зоне загрузки бутылок.
Подъемник ВТ2-П позволяет перемешать от 3300 до 19800 бутылок в час; высота подъема или опускания бутылок 5-7 м; мощность привода – 2,2 кВт; габаритные размеры – 60х50700х8800 мм; масса – 2105 кг. Предприятие-изготовитель – Белопольский машиностроительный завод (Украина).
Вопросы для самоконтроля по теме:
1. Какие виды конвейеров применяют на пивобезалкогольных предприятиях?
2. Устройство приводных роликовых конвейеров.
3. Для чего применяют роликовые транспортеры?
4. Какие транспортеры применяют для перемещения бутылок и ящиков?
5. Каково устройство подъемников для бутылок?
Тесты по теме:
1. Приводной роликовый конвейер состоит: 1) из модульных секций,
2) роликов, 3) прижимных устройств?
2. С какой целью в ленточном транспортере установлен натяжной барабан: 1) для перемещения груза, 2) для натяжения ленты, 3) для удержания груза?
3. Неприводные конвейеры могут устанавливаться с уклоном: 1) 0,1,
2) 0,02, 3) 0,5?
4. Механизмы линий могут быть расположены под углом: 1) 45о, 2) 30о,
3) 70о?
Тесты по дисциплине:
1. Сортировку зерна проводят: 1) на триерах, 2) на сортировочных ситах,
3) на воздушно-ситовом сепараторе?
2. Зерно увлажняют до влажности: 1) 20 %, 2) 50 %, 3) 43 %?
3. Солод проращивают: 1) 5 суток, 2) 9 суток, 3) 8 суток?
4. Главная цель сушки солода: 1) снизить влажность солода до 10 %,
2) увеличить до 5 %, 3) снизить до 3,5 %, 4) увеличить до 40 %?
5. Сушилка ЛСХА какого действия: 1) периодического, 2) непрерывного, 3) полунепрерывного?
6. Главная цель дробления: 1) сохранение шелухи, 2) разделение на фракции, 3) измельчение?
7. В сусловарочном котле варят: 1) затор, 2) дробину, 3) сусло?
8. В фильтрационном чане отделяют: 1) зерновую дробину, 2) хмелевую дробину, 3) заторную массу?
9. Сусло охлаждают на: 1) отстойных чанах, 2) гидроциклонных чанах,
3) теплообменниках?
10. Главная цель брожения: 1) накопление алкоголя, 2) накопление диоксида углерода, 3) увеличение плотности?
11. Дображивание проводят при температуре: 1) 5 оС, 2) 3 оС, 3) 0оС?
12. В ЦКБА проводят: 1) брожение, 2) дображивание, 3) брожение + дображивание?
13. В катионитовых фильтрах применяют: 1) сульфоуголь, 2) Na-катионит, 3) вофанит?
14. Сахарный сироп варят при помощи: 1) греющего пара,
2) электрических тенов, 3) калорифера?
15. Извлечение воздуха из воды перед сатурацией называется:
1) сепарированием, 2) деаэрацией, 3) денатурацией?
16. Количество линий в цехе розлива определяется по производительности: 1) фасовочной машины, 2) бутылкомоечной машины, 3) цеха розлива?
17. В фасовочной машине подъемные столики поднимаются: 1) за счет сжатого воздуха, 2) по копиру, 3) за счет роликов?
18. Этикетку наклеивают: 1) на цилиндрическую часть бутылки, 2) на коническую часть бутылки, 3) на горлышко бутылки?
19. Скорость движения ленты подающего конвейера должна быть согласована со скоростью: 1) перемещающихся бутылок, 2) бутылконесущих цепей, 3) отводящего конвейера?
20. Скорость отводящего конвейера должна превышать скорость бутылконесущих цепей подъемника на: 1) 25%, 2) 10%, 3) 5%?
Список литературы
Основная
Дополнительная
___________________________________________________________________________________________
производит прием студентов на факультет
кафедра «Пищевые машины»
Условия приема документов:
Поступающие в Университет лично предоставляют в приемную комиссию:
(заполняется абитуриентом в приемной комиссии)
Формы обучения: очная и заочная
Сроки обучения:
бакалавр по направлению «Технологические машины и оборудование»
специалист
ВСТУПИТЕЛЬНЫЕ ЭКЗАМЕНЫ
проводятся в июле.
МАТЕМАТИКА – письменно,
РУССКИЙ ЯЗЫК – изложение,
ФИЗИКА – письменно,
Заявления принимаются с 15 февраля по 25 июля.
АДРЕС УНИВЕРСИТЕТА
Москва, ул. Земляной вал, д. 73. (м. «Таганская» - кольцевая)
с условиями приема можно ознакомиться по телефонам:
ПРИЕМНОЙ КОМИССИИ - (495) 915 - 52 - 10
КАФЕДРА ПИЩЕВЫЕ МАШИНЫ - (495) 915 - 37 – 84
Адрес в Интернете:
МГУТУ: www.mgutm.ru
Кафедры «Пищевые машины»: E-mail: kpm@mdutm.ru
Ильина Елена Владимировна
Оборудование отрасли.
Технологическое оборудование
(пивоваренного и безалкогольного производств)
Учебно-практическое пособие
Подписано к печати: 12.01.2010 г.
Тираж: 50 экз.
Заказ № 715
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ
(образован в 1953 году)
__________________________________________________________
Кафедра пищевых машин
Е.В. Ильина
Оборудование отрасли.
Технологическое оборудование отрасли
(пивоваренного и безалкогольного производств)
Учебно-практическое пособие для студентов - заочников специальности 260204 (2705) 3 курса сокращенной и 5 курса полной форм обучения; 3, 4 курсов сокращенной и 5, 6 полной форм обучения специальностей 260601 (1706) и 260602 (2713)
www.mgutm.ru
Москва – 2010.