Продуктовый расчет

На получение 100 дал спирта потребуется крахмала:
К=100В=10065,7=1,522 т или 1522 кг. (2.1)
Расход солодового зерна на осахаривание:
С=К∙N100, (2.2)
где N -норма расхода солода по исходному сырью, % к массе крахмалистого сырья, включая крахмал солода; N=14,9%.
С=1522∙14,9100=226,8 кг.
Всего с солодовым зерном будет внесено крахмала с учетом потерь на солодоращение [6]:
Кс=С∙КРс100∙100-Пс100, (2.3)
где КРс- средняя крахмалистость солодового зерна, %; КРс=48,6%;
Пс- суммарные нормативные потери при солодоращении, %; Пс=16%.
Кс=226,8∙48,6100∙100-16100=92,6 кг.
С учетом крахмала солода необходимо ввести в производство крахмала пшеницы:
Кп=К-Кс=1522-92,6=1429,4 кг.
Количество спирта, полученного из этого крахмала, рассчитываем с помощью пропорции:
Е=1429,4∙1001522=93,92 дал.
2.3.2 Зерно
Расход очищенной пшеницы на разваривание для получения 93,92 дал спирта:
П=Кп∙100КРп, (2.4)
где КРп- крахмалистость пшеницы, %; КРп=52,8%.
П=1429,4∙10052,8=2707,2 кг.
Масса сухих веществ пшеницы [6, с. 41]:
Мпсв=П∙100-wп100, (2.5)
где wп - влажность пшеницы, %; wп=15,5%.
Мпсв=2707,2∙100-15,5100=2287,6 кг,
в том числе масса сбраживаемых веществ:
Мпсб=П∙КРп100=2707,2∙52,8100=1429,6 кг. (2.6)
Количество несбраживаемых веществ:
Мпнб=Мпсв-Мпсб=2287,6-1429,6=858 кг. (2.7)
Составляем баланс сухих веществ зерна пшеницы (табл. 2.4).
Таблица 2.4 – Баланс сухих веществ зерна пшеницы
Наименование Обозначение % На 93,92 дал
Сухие вещества:
сбраживаемые вещества
несбраживаемые вещества Мпсв
Мпсб
Мпнб
52,8 2287,6
1429,6
858
Вода wп
15,5
Итого П
2707,2
2.3.3 Замес
Расход теплой воды, поступающей на приготовление замеса в смесителе, рассчитываем исходя из коэффициента избытка воды, принятого по рассматриваемой технологической схеме. В среднем подается 2,5-3 л воды на 1 кг зерна. Для данного варианта технологической схемы коэффициент избытка воды равен 3 [6].
Тогда необходимо подать воды в смеситель:
Wз=3∙П=3∙2707,2=8121,6 кг.
Общая масса замеса складывается из массы зерна и воды:
Мз=П+Wз=2707,2+8121,6=10828,8 кг (2.8)
Общее содержание сухих веществ в замесе:
Sзсв=Мпсв∙100Мз=2287,6∙10010828,8=21,12%. (2.9)
Удельная теплоемкость замеса:
сз=спсв∙Sзсв100+св∙100-Sзсв100, (2.10)
где спсв-удельная теплоемкость сухих веществ пшеницы, кДж/(кг·К);
спсв=1,5 кДж/(кг·К);
св- удельная теплоемкость воды, кДж/(кг·К); св=4,19 кДж/(кг·К).
сз=1,5∙21,12100+4,19∙100-21,12100=3,62 кДж/(кг∙К)
2.3.4 Разваривание
Расход водяного пара на нагрев замеса определяем по формуле
G=Мз∙сз∙t2-t1∙1,04I-Iк, (2.11)
где t1- начальная температура замеса, 0С; t1=400С;
t2-конечная температура замеса, 0С; t2=800С;
1,04- коэффициент, учитывающий потери тепла в подогревателе;
I-энтальпия вторичного пара с избыточным давлением 0,04 МПа, идущего на нагревание замеса, кДж/кг; I=2693 кДж/кг;
Iк-энтальпия конденсата вторичного пара при температуре конденсации, кДж/кг; Iк=456,3 кДж/кг [6].
G1=10828,8∙3,62∙80-40∙1,042693-456,3=729 кг.
Масса подвариваемого замеса, выходящего из подогревателя, увеличивается на массу вторичного пара, затраченного на подваривание:
Мпз=Мз+G1=10828,8+729=11557,8 кг (2.12)
Расход острого пара на нагрев замеса в контактной головке:
G2=Мпз∙сз∙t2-t1∙1,04I-Iк,
где t1- температура замеса на входе в контактную головку, 0С; t1=800С;
t2- температура замеса на выходе из контактной головки, 0С; t2=1350С;
1,04- коэффициент, учитывающий потери тепла в подогревателе;
I-энтальпия острого пара абсолютным давлением 0,6 МПа, идущего на нагревание замеса в контактной головке, кДж/кг; I=2768 кДж/кг;
Iк-энтальпия конденсата острого пара при температуре конденсации, кДж/кг; Iк=667,9 кДж/кг.
G2=11557,8∙3,62∙135-80∙1,042768-667,9=1140 кг.
Масса замеса, выходящего из варочного агрегата, увеличивается на массу острого пара, затраченного на нагревание подваренного замеса:
Мрз=Мпз+G2=11557,8+1140=12697,8 кг (2.13)
2.3.5 Сепарация пара
Количество вторичного пара, выделяющегося в паросепараторе:
G3=Мрз∙сз∙t2-t1∙1,04I-Iк,
где t1- температура замеса на входе из варочного агрегата, 0С; t1=1350С;
t2- температура вторичного пара избыточным давлением 0,04 МПа, 0С; t2=108,70С;
1,04- коэффициент, учитывающий потери тепла в подогревателе;
I-энтальпия вторичного пара избыточным давлением 0,04 МПа, кДж/кг; I=2693 кДж/кг [6];
Iк-энтальпия конденсата вторичного пара при температуре конденсации, кДж/кг; Iк=456,3 кДж/кг.
G3=12697,8∙3,62∙135-108,7∙1,042693-456,3=563,3 кг.
Таким образом, на подваривание замеса в подогревателе расходуется 729 кг вторичного пара, а выделяется в паросепараторе 563,3 кг.
Недостаток вторичного пара на подогрев замеса составляет:
Н=729-563,3=165,7 кг.
Этот недостаток необходимо восполнить циркулирующим паром, отводимым из уравнительной линии и варочной колонны I ступени.
С учетом расхода циркулирующего пара в подогревателе общий расход острого пара на разваривание составит:
Gоп=G2+Н=1140+165,7=1305,7 кг

. (2.14)
Количество разваренной массы, выходящей из паросепаратора, будет равно количеству разваренного замеса за вычетом массы пара, выделившегося в сепараторе:
Мрм=Мрз-G3=12697,8-563,3=12134,5 кг. (2.15)
Удельный расход острого пара на разваривание:
Gуд=Gоп∙100П=1305,7∙1002707,2=48,2%. (2.16)
2.3.6 Вакуум-охлаждение разваренной массы
Количество вторичного пара, образующегося при вакуум - охлаждении разваренной массы от 108,7 до 620С:
G4=Мрм∙сз∙t1-t2r-сз∙t2, (2.17)
где t1- температура разваренной массы на выходе из паросепаратора, 0С; t1=108,70С;
t2- температура разваренной массы на выходе из вакуум-испарителя, 0С; t2=620С;
1,04- коэффициент, учитывающий потери тепла в подогревателе;
r-удельная массовая теплота парообразования при температуре t2, кДж/кг; r=2352,22 кДж/кг.
G4=12134,5∙3,62∙108,7-622352,22-3,62∙62=964 кг.
Объем выделяющегося пара при температуре 620С составит:
V=G4∙v, (2.18)
где v -удельный объем пара при температуре 620С, м3/кг; v=7,1 м3/кг.
V=964∙7,1=6844,4 м3.
Количество охлажденной разваренной массы, поступающей в осахариватель, будет равно количеству разваренной массы, за вычетом пара, выделяющегося в вакуум - испарителе:
Морм=Мрм-G4=12134,5-964=11170,5 кг. (2.19)
2.3.7 Осахаривание разваренной массы
Для приготовления солодового молока дробленный солод смешивают с водой в соотношении 1:5 [7].
Количество солодового молока составит:
Мсм=С∙1,4+С∙1,4∙5, (2.20)
где 1,4 – коэффициент перевода зерна в солод.
Мсм=226,8∙1,4+226,8∙1,4∙5=1905,1 кг.
Расход солодового молока по отношению к разваренной массе, поступающей на осахаривание:
Рсм=Мсм∙100Морм=1905,1∙10011170,5=17,1%. (2.21)
Масса сусла в осахаривателе складывается из охлажденной разваренной массы и солодового молока:
Мос=Морм+Мсм=11170,5+1905,1=13075,6 кг