Анализ аппаратурно-технологической линии по переработке сельскохозяйственной продукции (производства солода)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральская государственная сельскохозяйственная академия»

(ФГБОУ ВПО «Уральская ГСХА)

Кафедра «Пищевая инженерия аграрного производства»

КУРСОВАЯ ПРОЕКТ

по дисциплине "Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств"

Анализ аппаратурно-технологической линии по переработке сельскохозяйственной продукции: производства солода

Студент гр. ТППсхП Черемисин Е.А.

Руководитель проф. к.т.н. Муратов Ю.Р.

Екатеринбург

2013



Содержание

Введение

1. Анализ процессов и оборудования приготовления солод

1.1 Характеристика перерабатываемого сырья

1.2 Характеристика готовой продукции

1.3 Описание схемы технологического процесса производста солода

1.3.1 Приёмка ячменя

1.3.2 Первичная очистка

1.3.3 Хранение ячменя

1.3.4 Вторичная очистка и сортирование

1.3.5 Мойка и замачивание ячменя

1.3.6 Ращение солода

1.3.7 Сушка солода

1.3.8 Отделение ростков

1.3.9 Выдержка сухого солода

1.3.10 Готовый солод

1.4 Описание и сравнительный анализ машино-аппаратурных схем технологических линий

1.4.1 Машинно-аппаратурная схема линии производства ячменного солода

1.4.2 Технологическая схема производства ржаного солода

1.4.3 Технологическая схема производства сухого ячменного солода

1.4.4 Выбор наилучшей технологической линии

1.5 Описание и анализ конструкции технологического апарата

1.5.1 Росткоотбойной машины МСА-20

1.5.2 Машине РЗ-БГО-6

1.6 Описание контура регулирования по выбранному технологическому параметру

1.7 Функциональная схема автоматики

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Специфической особенностью развития советской солодовенной отрасли промышленности является отставание её от развития пивоваренной отрасли. Недостающее количество солода приходилось компенсировать за счёт увеличения продолжительности работы солодовенных цехов (в летние месяцы, считавшиеся ранее несезонными для солодоращения), а также за счёт чрезмерного форсирования процессов солодоращения. Техническая оснащённость солодовен повысилась - на пневматическое солодоращение (в ящичных и барабанных солодорастительных аппаратах) в 1940 году перешло около четверти всех солодовенных предприятий, что позволило повысить уровень механизации и эффективнее использовать производственные мощности благодаря удлинению сезона солодоращения.

В послевоенные годы начался очередной этап развития отечественной солодовенной промышленности - была осуществлена реконструкция большого числа солодовенных цехов и введены в эксплуатацию новые достаточно крупные на тот период времени солодовенные производства мощностью до 20 тысяч тонн в год. Все трудоёмкие процессы в этих солодовнях были механизированы, сушку солода осуществляли на самых передовых к тому времени многоярусных солодосушилках. Общее количество пневматических солодовен превысило 60%. Кроме того, на некоторых токовых солодовнях в технологическом процессе начали применять искусственное охлаждение, что позволило повысить их мощность за счёт удлинения сезона солодоращения.

В настоящее время условия диктует рынок, для того чтобы оказаться конкурентно способным нужно учесть все факторы при производстве солода, в том числе и технологически линии.



1. Анализ процессов и оборудования приготовления солода

Анализ процессов и оборудования позволяет представить, лучше понять и выбрать именно то, что нам нужно.

1.1 Характеристика перерабатываемого сырья

В зависимости от технологии производства различают следующие типы ячменных солодов: ферментативный, светлый, тёмный, карамельный, жжёный, томлёный, кислый, пшеничный и т.д..

Химический состав ячменя представлен двумя группами: органическими и неорганическими соединениями. Первая группа наиболее многочисленная и важная. По степени значимости в технологии солода и пива органические вещества ячменя располагаются в следующем порядке: углеводы, азотистые соединения, полифенолы. В основном эти соединения имеют высокомолекулярное строение, то есть являются природными полимерами. Неорганические вещества ячменя - это более десятка элементов, находящихся в структурной взаимосвязи с органическими соединениями.

1.2 Характеристика готовой продукции

Солод - проращенное зерно злаковых культур (ячмень, рожь, рис, пшеница, овес, просо) в специально созданных и регулируемых условиях. После высушивания свежепроросшего солода при температуре 40...85 °С получается ферментативно-активный светлый солод. При более высоких температурах высушивания (выше 105 °С) образуется темный, ферментативно-неактивный солод. Солод получают в виде зерен или измельченным. По органолептическим показателям пивоваренный солод имеет свежий огуречный запах, от светло-желтого до желтого цвета и сладковатый вкус. Светлый солод высокого качества содержит не более 4,5 % влаги с продолжительностью осахаривания 15 мин и экстрактивностью 7 9 % на сухие вещества. Темный карамельный (жженый) солод имеет содержание влаги не более 6 % с экстрактивностью 70 % на сухие вещества.

Ржаной солод содержит не более 8 % влаги с продолжительностью осахаривания (неферментированного) 25 мин и экстрактивностью 80 % на сухие вещества. Кроме светлого и темного солодов в пивоваренном производстве находят применение специальные ячменные сорта солода, которые интенсифицируют технологические процессы приготовления пивного сусла, брожения и дображивания (I группа) или для улучшения цвета, вкуса и аромата пивного сусла и готового сусла (II группа).

К I группе относится высокоферментативный солод (диастатический солод, диафарин) длительного и ускоренного проращивания, а также солод для подкисления затора (протеолетический солод). Применение такого солода дает определенные преимущества, особенно при использовании несоложенного сырья. Солодоращение - накопление в зерне максимально возможного или заданного количества ферментов(в основном гидролитических). Под действием ферментов при солодоращении часть сложных веществ зерна превращается в мальтозу, глюкозу, мальтодекстрины и высшие декстрины, лептоны, лептиды, аминокислоты и др.

Технологические особенности проращивания зерна характеризуются температурой, при которой происходит данный процесс на отдельных стадиях (18...21 °С), содержанием влаги в зерне (44...48 %), соотношением кислорода и диоксида углерода в слое зерна (в первые 2...3 дня должно быть больше единицы), а также продолжительностью проращивания (7...8 сут).

Сушка солода обеспечивает снижение его влажности с 40...50 до 3...6 % и придание солоду специфического вкуса, цвета и аромата при сохранении высокой ферментативной активности. Ферментативный гидролиз сложных углеводов и белков при сушке солода проявляется сильнее, чем при солодоращении, так как оптимальные температуры, повышающие ферментативную активность, находятся в пределах 40...70 °С. Оптимальный режим сушки солода обеспечивает высокое качество готового продукта при минимальных энергозатратах.

Солод используют при производстве пива, полисолодовых экстрактов, получаемых из смеси кукурузного, овсяного и пшеничного солодов, концентрата квасного сусла, хлебного кваса, безалкогольных напитков и этилового спирта и хлебобулочных изделий.

При производстве пива, полисолодовых экстрактов, концентрата квасного сусла и безалкогольных напитков в качестве основного сырья используют сухой солод, который служит источником ферментов, витаминов, ароматических красящих и минеральных веществ. Среди общего выпуска солода различных видов наибольшее потребление имеет выдержанный солод для производства пива.

В спиртовом производстве применяется смесь свежепроросших солодов различных злаковых культур, которая служит источником ферментов для осахаривания крахмалосодержащего сырья (пшеницы, кукурузы, картофеля и др.). Качество солода, предназначенного для производства этанола, оценивается как хорошее, среднее и удовлетворительное по следующим показателям соответственно: декстринолитическая способность (ДС) - 35; 30; 20...25 мг/(г-ч) и осахаривающая способность (ОсП) - 3 , 5 ; 2,6 и 1,75 сд/г.

В хлебопекарном производстве применяют измельченный ржаной светлый неферментированный и темный ферментированный солод.

1.3 Описание схемы технологического процесса производства солода

Принципиальная технологическая схема получения солода (рис. 1) состоит из следующих этапов: Приёмка ячменя; Первичная очистка; Хранение ячменя; Вторичная очистка и сортирование; Мойка ячменя; Замачивание ячменя; Ращение солода; Сушка солода; Отделение ростков; Выдержка сухого солода; Готовый солод.

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема получения солода

1.3.1 Приёмка ячменя

Наиболее распространенным видом до­ставки ячменя является бестарная перевозка. Для быстрой разгрузки транспортных средств необходимо предусмотреть несколько вместительных бункеров для ячменя, способные вместить содержимое одной транспортной единицы (1-8 бункеров по 10-25 т ячменя).

Доставленный ячмень подвергают контрольному взвешиванию с помощью мостовых весов, на которые заезжают сначала груженые, а затем разгруженные автомашины, но чаше автоматические весы устанавливают в приемном транспортном устройстве и на этих весах взвешивают зерно до и после предварительной очистки.

Рекомендуется проверять доставленное сырье на соответствие принятым образцам, причем отбор достоверной сред­ней пробы осуществляют с помощью пробника. Быстро определить влажность и всхожесть ячменя, а также содержание в нем белка позволяют ускоренные методы. Тем самым можно спланировать суш­ку и, соответственно, охлаждение, храня на складе ячмень в зависимости от со­держания в нем белка.

Транспортное оборудование

На солодовенном предприятии задачи транспортировки могут различаться в зависимости от типа перемещаемого материала: ячменя, свежепроросшего или высушенного солода, объемы которых соответствующим образом рассчитываются. Для повсеместно используемого в настоящее время бестарного транспортирования ячменя применяют механическое и пневматическое подъёмно-транспортное оборудование.

На механических установках горизонтальное и вертикальное транспортирование производится при помощи различных устройств.

Горизонтальное транспортирование осуществляется шнековыми и лотковыми цепными ленточными транспортерами, реже -- по трубам, скребковыми и вибротранспортерами. Подъем в вертикальном направлении осуществляют с помощью ковшового транспортера. Перемешать ячмень на предприятии в любом направлении без применения ручного труда позволяет комбинирование устройств для транспортирования в горизонтальном направлении с ковшовыми устройствами.

Механические устройства отличаются высокой производительностью (до 100 т/ч) и потребляют небольшое количество энергии (особенно в случае комбинирования лотковых цепных и ковшовых транспортеров). Транспортируемый материал не повреждается.

При использовании пневматических транспортных устройств материал пере­мешается по трубам под действием разрежения или избыточного давления. Поток воздуха создается поршневыми воздуходувками или компрессорными установками с одно- или многоступенчатыми радиальными вентиляторами. Разрежение применяется для транспортирования материала из разных точек в одно место, а избыточное давление -- в обратном случае. Широкие возможности открывает комбинирование обеих систем. Потребление энергии при пневматическом способе транспортирования в 10-12 раз выше, чем у механических установок. При высокой скорости подачи воздуха и при наличии острых колен или отводов воздуховодов существует опасность повреждения ячменя.

1.3.2 Первичная очистка

Очистка ячменя для хранения включает в себя очистку от примесей и сортировку зерна по размеру.

Примесь бывает зерновая, сорная, минеральная.

К зерновой примеси относятся поврежденные, щуплые зерна. а также другие виды зерновых культур.

К сорной относят семена сорных растений, органическую примесь (солома, ости).

К минеральным относят: песок, камешки, металлические включения.

Ячмень подвергают первичной очистке:

первичная очистка, перед хранением, включает в себя обработку ячменя на магнитном и воздушно-ситовом сепараторах, где удаляются крупные и мелкие примеси, ости, металлические частицы.

1.3.3 Хранение ячменя

В табл. 14 показана максимальная продолжительность сохранения нормальных свойств ячменя в присутствии воздуха при разной влажности его и различной температуре хранения (по Изобарту).

Важным моментом для сохранения нормального качества ячменя требуется засыпка зерна на хранение при низкой температуре и небольшой влажности. При температуре 10--12° С ячмень даже с влажностью 16--18% может сохраняться в течение полугода и дольше.

Высокий слой ячменя при хранении требует аэрирования зерна. Высокая влажность ячменя при закладке его на длительное хранение должна быть снижена искусственным подсушиванием, причем для сохранения нормальной всхожести температура воздуха для подсушивания не должна быть высокой; чем влажнее ячмень, тем ниже должна быть температура воздуха. При влажности ячменя 18% допустимая температура сушки может быть 59° С.

Для проветривания ячменя в случае его самосогревания следует применять воздух с определенной относительной влажностью, которая не должна превышать 80%.

Сохранение жизнеспособности ячменя и связанной с ней прорастаемости является самым важным показателем качества ячменя при его хранении. Низкая температура хранения и небольшая влажность зерна гарантируют сохранение физиологических свойств ячменя. Зерно при температуре 5--10° С можно длительно хранить даже с влажностью 17,5--20% и, наоборот, при влажности до 12,5-- при температуре даже 30° С.

1.3.4 Вторичная очистка и сортирование

Поступающий от поставщиков ячмень всегда содержит примеси и в таком виде не может ни хранится, ни перерабатываться.

Различают первичную и вторичную очистку ячменя.

Первичная очистка осуществляется сразу же после приемки от поставщиков. При этой очистке удаляют комья земли, камни песок солому колосья пыль обрывки веревок. Такая очистка может осуществляться и у поставщика.

Вторичная очистка осуществляется перед переработкой его на солод. При этом тщательно удаляется посторонние примеси, битые зерна, зерна других злаков.

Кроме этого зерно делят на сорта 1, 2, 3 сорт. Первый и второй сорт используются для производства солода, третий сорт -- на корм скоту.

При очистке и сортировке зерна используют:

¦ линейные размеры зерна,

¦ аэродинамические свойства,

¦ отношение к магнитному полю.

Оборудование, применяющееся для очистки и сортирования зерна. Для очистки зерна применяются воздушно-ситовые и аспирационно-зерновые сепараторы, триеры и магнитные сепараторы, сортировочные машины.

1.3.5 Мойка и замачивание ячменя

Замачивание, мойка и дезинфекция ячменя производится одновременно в восьми цилиндро-конических чанах общей емкостью 320 тонн. Замочные чаны оборудованы системами подачи и слива воды, подачи сжатого воздуха (в летнее время охлажденного), удаления углекислого газа из толщи зерна, орошения зерна сверху через форсунки. Это оборудование позволяет

применять любую технологию замачивания: воздушно -- водяное; воздушно -- оросительное; в токе воды и воздуха; пневматическое, с длительными воздушными паузами.

На предприятии применяется в основном пневматическая технология замачивания, как самая передовая в мире и экономичная. Пульт управления замочного отделения позволяет вести технологический процесс замачивания по заданной программе.

В процессе замачивания ячменя повышается влажность зерна с 10-14% до 44-48% , влага поступает в эндосперм и зародыш, активизируются процессы жизнедеятельности, в результате чего происходят ферментативные изменения.

Перед замачиванием зерно должно быть промыто водой и продезинфицировано. В качестве дезинфектанта применят различные щелочные и кислотные средства.

В зависимости от выбранной технологии применяют различные режимы замачивания ячменя:

· воздушно-водяное, когда ячмень попеременно находится то под водой (6часов), то на воздухе (4часа), до тех пор, пока влажность не достигнет 44-48%. Продолжительность замачивания 48-72часов.

· в непрерывном потоке воды и воздуха. При этом способе зерно заливают водой и барботируют через него воздух. Длительность процесса можно сократить до 36 часов.

· оросительное замачивание с использованием сегнерова колеса или другого приспособления для равномерного разбрызгивания воды над ячменем.

1.3.6 Ращение солода

Замоченное зерно идет на ращение, которое проводят в хорошо вентилируемом помещении. В нем не должно быть сыро и душно. Температура поддерживается не выше 15--17° С. Зерна рассыпают на противне ровным тонким слоем не более 5 см, накрывают влажной тканью. Приток свежего воздуха и влажность не менее 40--43% являются необходимым условием образования ферментов, в связи с чем зерно переворачивают через пять--восемь часов по три-четыре раза.

В первые пять дней необходимо регулярно проветривать и внимательно следить за влажностью зерна. В последующие 4--5 дней ограничивают приток воздуха.

При появлении корневых отпрысков слой зерна увеличивается до 20 см и его температура повышается до 18--20° С. Начинается потение зерна. Повышение температуры на этой стадии нежелательно, так как возрастает возможность развития гнилостных микробов. Предотвратить этот нежелательный процесс можно периодическим перемешиванием и охлаждением зерна.

Через 9-10 дней при нормальном развитии ращение солода прекращается.

Прорастание необходимо приостановить:

- когда корневые ростки достигли 11/3-11/2 длины зерен (12-15 мм);

- когда перышко под кожицей достигло 1/2 - 2/3 зерна;

- когда корешки настолько сцепились между собой, что, взяв одно зерно, вместе с ним потянутся еще 4--8 зерен; -- когда зерна посолодели, т. е. совершенно утратили мучной вкус и при раскусывании хрустят. О хорошем прорастании можно судить по следующим признакам: -- если цвет зерна не изменился;

-- если зерна проросли ровно;

-- если от солодовой кучи идет приятный огуречный запах;

-- если ростки свежи, имеют завитки и цепляются один за другой.

1.3.7 Сушка солода

В процессе сушки солода преследуются следующие цели:

· снижение влажности до 4-5% для обеспечения длительного хранения солода.

· за счет снижения влажности приостанавливаются жизненные процессы, прорастание и растворение, а также активизация ферментов.

· сохранность образовавшихся ферментов.

· в зависимости от типа солода образование или предотвращение образования красящих веществ.

· необходимо отбить и удалить ростки.

Сушка солода состоит из двух стадий:

· В первой стадии влага удаляется с помощью теплого воздуха с постепенным повышением температуры от 18-20°С до 40-50°С в течение 20-24 часов. Происходит подвяливание солода.

· Во второй стадии температура повышается до 80-85°С в течение 24 часов и происходит процесс сушки.

Сушилки бывают различных конструкций:

· oдно-двухярусные

· с опрокидывающейся решеткой

· с погрузочно-разгрузочными устройствами

Но принцип сушки один и тот же.

ячмень производство солод



1.3.8 Отделение ростков

После сушки солод необходимо охладить как можно быстрее и отделить от ростков. Охлаждение осуществляют пропуская через солод холодный воздух. Охлажденный до t=35-40°C солод подают на росткоотбивную машину или росткоотделительный шнек. Все эти устройства работают по одному принципу: ростки отбиваются за счет прижимания зерен к поверхности ситового цилиндра и удаляются расположенным внизу шнеком.

Свежеприготовленный солод для пивоварения непригоден. Он должен пройти процесс отлежки в течение 4 недель в сухом месте.

1.3.9 Выдержка сухого солода

Обработка высушенного солода и его хранение. После сушки солода отделяют ростки на росткоотбивочной машине, так как они имеют горький вкус и ухудшают качество солода. Учитывая богатый химический состав ростков, их используют для производства солодовых экстрактов. Солод после удаления ростков подвергают полировке на полировочной машине, очищают от примесей на ситах. Очищенный солод подвергают отлежке 4-5 недель. В период отлежки качество солода улучшается. Солод может выпускаться в виде зерен и размолотый - в виде тонкого порошка. Солод упаковывают в тканевые продуктовые мешки. Масса одного мешка не более 50 кг.

Солод хранят на стеллажах в вентилируемых, чистых, без постороннего запаха помещениях или в силосах, не зараженных амбарными вредителями, при температуре от -10 до 30 оС и относительной влажности воздуха 75 %.

1.3.10 Готовый солод

Солод транспортируют всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на данном виде транспорта. При укрупнении грузовых мест формирование пакетов должно проводиться по ГОСТ 26663 с основными параметрами и размерами по ГОСТ 24597. Допускается транспортирование солода в универсальных контейнерах по ГОСТ 18477 в затаренном виде. Солод хранят в вентилируемых, защищенных от атмосферных осадков, чистых, без постороннего запаха зернохранилищах или силосах, не зараженных вредителями при температуре окружающей среды от минус 10 до 30°С и относительной влажности 75%.

Не допускается смешивание разных типов солода.

1.4 Описание и сравнительный анализ машино-аппаратурных схем технологических линий

Описание технологических линий позволяет нам ознакомиться с процессами данной линии, а это в свою очередь дает нам возможность выбирать наилучший для нас вариант.



1.4.1 Машинно-аппаратурная схема линии производства ячменного солода

Машинно-аппаратурная схема линии производства ячменного солода

Устройство и принцип действия линии. По принятой в производстве схеме поступивший на предприятие ячмень направляется на хранение в бункер 1, оттуда с помощью переключателей потока 2 подается в промежуточный бункер 3. Из него после взвешивания на весах 4 ячмень первично очищается в воздушно-ситовом сепараторе 5. Предварительно очищенное зерно взвешивается на весах 6 и направляется в силос 7, где сохраняется до момента вторичной переработки. При необходимости проветривания ячмень из силоса 7 направляется снова в бункер 1.

Вторичная очистка ячменя предусматривает воздушно-ситовую сепарацию в машине 8, отделение ферропримесей в магнитном сепараторе 9, отбор кукодя и овсюга в триерах 10 и 11 и разделение ячменя по крупности в ситовой машине 12. Фракции ячменя 1 и II сортов собираются в бункерах 13, а фракция III сорта направляется на корм скоту. На выходе из бункеров 13 установлены распределители потока 14. Очищенный и отсортированный ячмень в определенном количестве дозатором 15 засыпается в замочный чан 16, где отмывается от загрязнений и при необходимости обрабатывается дезинфицирующими средствами. В чан 16 подаются вода и воздух, обеспечивающий перемешивание зерна.

Легкое зерно и мелкие примеси (сплав) во время мойки всплывают на поверхность и удаляются вместе с моечной водой. Вымытое зерно перекачивается в замочный чан 17, где его влажность повышается до 41...42 %. После окончания замачивания зерно с водой перекачивается в солодорастильный аппарат 18 для проращивания в течение 6...8 сут. В нем зерно продувается воздухом с относительной влажностью 96...98 % и температурой 12 °С. При необходимости зерно орошается водой температурой 12 °С. Температура зерна при этом должна быть 14... 18 °С.

Из солодорастильного аппарата 18 продукт питателем 19 загружается в камеру подвяливания 20, а затем в вертикальные сетчатые каналы сушилки 21. Сушилка имеет до четырех зон, благодаря чему теплый воздух несколько раз проходит сквозь слой солода. Температура воздуха 40...85 °С, продолжительность сушки 24...36 ч в зависимости от конструкции сушилки.

Сухой горячий солод из сушилки 21 очищается от ростков в росткоотбойной машине 22. Ростки собираются в бункере 23. Сухой солод без ростков направляется в силос 24 на отлежку в целях повышения влажности оболочки и ее эластичности. Он очищается от загрязнений, полируется в полировочной машине 25 и направляется на склад готового солода. Часть свежепроросшего солода, минуя сушилку, направляется в обжарочный барабан 26 для приготовления солода.



1.4.2 Технологическая схема производства ржаного солода

Технологическая схема производства ржаного солода: 1 - сепаратор для первичной очистки; 2 - зерновой силос; 3 - сепаратор для вторичной очистки; 4 - триеросортировочная машина; 5 - моечный чан; 6 - центробежный насос; 7 - замочный чан; 8 - солодорастильный барабан; 9 - барабан для ферментации; 10 - солодосушилка; 11 - росткоотбивная машина; 12 - магнитный сепаратор; 13 - полировочная машина; 14 - вальцовый станок; 15 - бурат

В целях лучшей сохранности зерновая масса перед подачей в зернохранилище подвергается предварительной первичной очистке в воздушно-ситовых сепараторах. Перед солодоращением зерно вторично очищается и сортируется. Вторичная очистка заключается в повторном пропуске зерна через воздушно-ситовой сепаратор, при котором достигается более тщательное отделение крупных примесей, песка, пыли. Очищенное зерно направляется в триеросортировочную машину.

Перед очисткой и сортировкой и после них зерно пропускают через автоматические весы, отходы взвешивают на обычных весах. Таким образом контролируют работу зерноочистительного отделения, устанавливая выход сортированного зерна, количество отходов и размер потерь.

Очищенная и отсортированная рожь для более тщательной очистки поступает в моечный чан, из которого центробежным насосом она направляется в замочный чан. По достижении должной степени замачивания зерно поступает в солодорастильный барабан. Зеленый солод из солодорастильного барабана выгружается на трясуны и ленточные транспортеры и направляется в барабаны для ферментации.

Ферментированный солод подвергается сушке в солодосушилке. Высушенный и охлажденный солод выгружается в приемные бункера.

Сухой ржаной солод, предназначенный для хлебопечения, направляется сначала в росткоотбивную машину для удаления ростков, затем последовательно поступает в магнитный сепаратор, удаляющий металлические примеси, полировочную машину для окончательного оттирания остатков ростков, в вальцовый станок и в бурат.

Солод, предназначенный для производства кваса, можно не освобождать от ростков, так как в них содержатся меланоидины.

1.4.3 Технологическая схема производства сухого ячменного солода

Производство сухого ячменного солода состоит из следующих операций: 1) замачивание зерна, 2) проращивание зерна, 3) сушка зеленого солода.

Технологическая схема производства сухого ячменного солода показана на рис. 2.2. Очищенный ячмень замачивают в замочных чанах 1; насосом 2 смесь замоченного зерна и воды перекачивают на сита растительных ящиков 3. Воду через сита отводят в канализацию, а зерно проращивают в течение 6-8 суток. Проращивание зерна можно также вести на току (током называется пол, на котором проращивается зерно) и в барабанах.



Полученный зеленый солод поступает на солодосушилку 4, где его высушивают до влажности 2-3,5%. Сухой солод норией 5 подают в бункер сухого солода 6, а из него для отделения ростков в росткоотбивную машину 7. Ростки очень гигроскопичны, имеют горький вкус и поэтому их нужно удалить. Затем солод, освобожденный от ростков, направляют в бункер 8, взвешивают на автоматических весах 9 и подают на склад для хранения. Ростки, собранные в бункере 10, затаривают в мешки 11. Ростки используют для корма скота и приготовления водных вытяжек и товарных экстрактов, предназначенных для азотистого питания при выращивании микроорганизмов.

В производстве хлебного кваса применяют сухой ячменный солод и сухой ржаной ферментированный (томленый) и не ферментированный солод. Ферментированный ржаной солод получают замачиванием ржи, проращиванием, ферментацией (выдержка зеленого солода в кучах на току, в ящиках или барабанах в течение 4-5 суток) и сушкой.

1.4.4 Выбор наилучшей технологической линии

Рассмотрев несколько из предложенных линий, можно сказать, что для нас наилучшей является: Машинно-аппаратурная схема линии производства ячменного солода. Рассмотрим её более подробно.



Производство сухого солода
Индексы	Характеристика и параметры элемента технологического потока
	Производительность, т/ч	Мощность, кВт	Масса оборуд, кг	Площадь, м2
А1	Бункер ячменя
	100		7128	35
А2	Дозатор
	50	0.5	100	3
А3	Бункер
	50		2128	15
В1	Воздушно-ситовый сепаратор
	50	1,2	1567	5.3
В2	Силос
	49	0.1	2314	17
С1	Воздушно-ситовый сепаратор
	49	0.8	1111	4
С2	Бункер
	37		875	3,1
D1	Дозатор
	30	0,7	76	2
D2	Замочный чан 1
	30	1,94	325	12,2
D3	Замочный чан 2
	30	1,94	325	11,1
E1	Солодорастительноый аппарат
	21	1,7	241	7
E2	Транспортёр
	21	1,41	233	4
F1	Сушилка
	21	1,93	1240	6
F2	Росткоотбойная машина
	21	2,47	4321	15
F3	Силос
	18	0.1	1135	6,4

1.5 Описание и анализ конструкции технологического аппарата

После сушки горячий солод очищают от ростков. Эта операция необходима потому, что ростки содержат горькие вещества, легко переходящие в пиво. Ростки следует отделять тотчас после сушки, так как вследствие своей гигроскопичности они быстро теряют хрупкость и отделение их становится затруднительным.

1.5.1 Росткоотбойной машины МСА-20

Аналогичный механизм отделения ростков реализован в конструкции росткоотбойной машины МСА-20 германского производства, которую выпускает фирма «Schmidt-Seeger AG». Основным рабочим органом в ней является вал (4) с закрепленными на нем и слегка повернутыми относительно горизонтальной оси лопастями (5). Вал, вращающийся от привода (9), размещен в корпусе (1) над ситчатым желобом (6) с щелевыми отверстиями размером 1,75x20 мм. Площадь поверхности этого желоба составляет 4,6 м2. Солод с ростками, равномерно загружаемый в машину через верхний штуцер, перемещается вращающимися лопастями по ситчатому желобу. При этом за счет ударных воздействий лопастями, а также в результате трения зерен солода как друг о друга, так и о поверхность ситчатого желоба, ростки отделяются от зерен и проваливаются через отверстия ситчатого желоба в разгрузочный шнек (7), вращающийся от привода (8). С помощью этого шнека солодовые ростки выгружаются из машины.

Рис. Принципиальное устройство росткоотбойной машины МСА-20:

1 - корпус; 2 - крупноячеистое сито; 3 - проем; 4 - вал; 5 - лопасти; 6 - ситчатый желоб; 7 - шнек для выгрузки ростков; 8, 9 - электроприводы

Непосредственно перед выгрузкой из росткоотбивной машины солод с ситчатого желоба попадает на крупноячеистое сито (2) с диаметром отвер-стий 15 м. Площадь поверхности крупноячеистого сита составляет 0,9 м2. Зерна солода проваливаются через эти отверстия и на выходе обдуваются воздухом, поступающим в машину через проем (3). Воздух захватывает частицы, отличающиеся от зерен солода аэродинамическими свойствами, и удаляется вместе с ними на аспирацию. Грубые частицы и комочки зерен, сцепленных между собой ростками, так называемые «зайцы», задерживаются ситом (2) и удаляются из машины по отдельному патрубку.

1.5.2 Машине РЗ-БГО-6

В лопастной росткоотбойной машине солод непрерывным потоком подается в зону I корпуса (4), где с помощью лопастей (5), укрепленных на валу (6), интенсивно перемешивается и перемещается в зону II. В зоне II солод также перемешивается и направляется в зону III, где лопасти сдерживают перемещение и перемешивание потока солода. При прохождении солода через все три зоны происходит отделение ростков от зерен. Смесь ростков и солода поступает к выгрузочной воронке (3), на которой размещены воздуховод (2) и дисковый распылитель (1). Лопасти на распылителе (1) имеют определенную кривизну, благодаря чему солод приобретает вращательное движение. При этом происходит интенсивное распыление ростков, движущихся вместе с потоком солода вниз. К средней части вертикального воздуховода подключен вентилятор, который потоком воздуха увлекает ростки и направляет их в циклон. Интенсивность воздушного потока регулируется жалюзийной решеткой.



Рис. Лопастная росткоотбойная машина

В росткоотбойной машине РЗ-БГО-6 приемное устройство состоит из патрубка (2), подающего солод в магнитный сепаратор (3), снабженный грузовым клапаном. Блок магнитов расположен в лотке, который можно легко снять и удалить из него металломагнитные примеси.

Корпус (1) установлен на станине, на нем предусмотрены отверстия для приемного устройства, аспирационного патрубка (5) и выпуска прохода. Бичевой ротор (6) состоит из пустотелого вала, с торцов которого приварены полуоси, установленные в шарикоподшипниках. На пустотелом валу по образующей закреплены винтами восемь бичей, представляющих собой продольные стальные пластины. К каждому бичу приварены короткие гонки, причем на четырех бичах гонки установлены под углом 80°, а на остальных - под углом 60° к оси ротора. Гонки каждого бича имеют разную высоту: пять крайних гонков с обоих его концов короче средних. В результате этого зерно в различных зонах имеет неравномерную скорость. Относительное движение потоков увеличивает интенсивность трения и соответственно повышает эффективность удаления ростков.

Ситчатый цилиндр (4) состоит из двух половин, соединенных в верти-кальной плоскости. Ситчатый цилиндр (4) зажимают на цилиндрических па-трубках питателя и выпускного устройства.

Привод машины осуществляется от электродвигателя (11) через клиноременную передачу (12). Клиновые ремни натягивают винтовым устройством.

Рис. Горизонтальная росткоотбойная машина РЗ-БГО-6:

I - сухой солод; II - ростки; III - очищенный солод

Выпускные устройства предназначены для вывода ростков, отде-ленных от солода, приходом через сито и очищенного солода - сходом с него. Для вывода ростков (II), отделенных от солода, под ситчатым цилиндром (4) установлен выпускной бункер (10), прикрепленный к корпусу машины. Очищенный солод (III) выводится через выпускной патрубок (8) (типа улитки), установленный в торце ситчатого цилиндра (4). Выпускной патрубок (8) повернут так, что очищенный солод из машины поступает на вибропитатель вертикального пневмосепаратора (7). Со стороны привода расположена сплошная опора, а с противоположной - две стойки (9). В нижней части опор сделаны отверстия для крепления машины к полу.



1.6 Описание контура регулирования по выбранному технологическому параметру

Рассмотрев три вида машин для сушки крахмала, делаем вывод, что самой эффективной является пневматическая сушилка типа ПС.

Современные системы управления технологическими процессами характеризуются большим количеством и разнообразием технологических параметров, систем регулирования и обьектов регулирования.

Параметр технологического процесса - физическая величина технологического процесса, например, температура, давление, расход, уровень, обьем, масса, рН, напряжение и т.д.

От режима сушки крахмала зависят вязкость и клейкость крахмального клейстера, им в основном и определяется ценность крахмала. Отсюда делаем вывод, что важным покозателем является температура.

Для лучшего понимания этого процесса составим развёрнутый контур автоматического регулирования.

Объект управления (ОУ) или объект регулирования - устройство, требуемый режим работы которого должен поддерживаться извне специально организованными управляющими воздействиями, обеспечивающие изменение состояния объекта в соответствии с заданным законом управления. Такое изменение происходит в результате внешних факторов, например, вследствие управляющих или возмущающих воздействий.

Управление - формирование управляющих воздействий по определенному закону, обеспечивающих требуемый режим работы ОУ.

Автоматическое управление - управление, осуществляемое без непосредственного участия человека.

Регулятор - устройство, обеспечивающее поддержание заданного значения (SP) регулируемой величины (PV) или автоматическое изменение ее по заданному закону.

Задача регулирования - доведение выходной величины X обьекта регулирования до заранее определенного значения SP и удержания ее на данном значении с учетом влияния возмущающих воздействий.

Выходное воздействие (Y) - воздействие, выдаваемое на выходе системы управления или устройства регулирования.

Задающее воздействие (SP) - воздействие на систему, определяющее требуемый закон изменения регулируемой величины.

Возмущающее воздействие (Z) - воздействие, стремящееся нарушить функциональную связь между задающим воздействием и регулируемой величиной.

Главное назначение систем автоматической стабилизации - компенсация внешних возмущающих воздействий.

1.7 Функциональная схема автоматики

Функциональная схема автоматизации -- это основной технический документ, определяющий структуру и характер систем автоматизации.

Функциональная схема автоматизации показывает:

Ш схему цепи аппаратов или упрощенное изображение агрегатов;

Ш приборы, средства автоматизации и управления, линии связи между ними;

Ш агрегатированные комплексы, машины централизованного контроля,

Ш вычислительные машины и т.п., линии связи их с датчиками, преобразователями, а также ручной ввод данных в машину;таблицу

Ш таблицу условных обозначений не предусмотренных действующими стандартами;

Ш необходимые пояснения к схеме.

Приборы и средства автоматизации показываются на функциональных схемах по ГОСТ 21.404-85.

Заключение

Из раздела один мы узнали характеристику перерабатываемого сырья, из чего выделили состав, свойства и особенности данного продукта.

Из раздела один два мы узнали о характеристиках солода как продукта, разновидности солода и в каких отраслях промышленности используется солод.

Из раздела один три мы выяснили стадии производства солода и какие параметры должны соблюдаться в той или иной стадии.

Из раздела один четыре мы рассмотрели и сравнили ряд технологических линий производства солода, где узнали и поняли последовательность, расстановку машин выполняющих те или иные операции. Выбрали наиболее удобную схему.

Из раздела один пять мы рассмотрели характеристики элементов процессорной схемы, где подробно рассмотрены характеристики каждого определенного агрегата.

Из раздела один шесть подробно дан анализ и описание технологических аппаратов, применяемых для отделения ростков солода, выбрана наилучшая конструкция из рассмотренных моделей.

Из раздела один семь дает нам понимание и четкое изображение контура регулирования по выбранному нами параметру.

Из раздела один восемь показывает нам функциональную схему автоматики, что является техническим документом, определяющим структуру и характер систем автоматики.



Список используемой литературы

1. Практикум по курсу "Технологическое оборудование" : учеб. пособие для вузов по спец. "Машины и аппараты пищ. пр-в" / А.Н.Остриков, М.Г.Парфенопуло, А.А.Шевцов; Воронежская гос. технол. акад. - Воронеж : Издательство Воронежской гос. технол. акад., 1999. - 423 с.

2. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД. -- М.: Изд-во стандартов, 1989. -- 352с.

3. Машины и аппараты пищевых производств : учебник для вузов : в 3 кн.: Кн. 2. Т.2 / СТ. Антипов [и др.]; под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова, проф. В.Я. Груданова. -- Минск: БГАТУ, 2008. -- 591 с.

4. Оборудование предприятий общественного питания: в 3 ч. Ч.2. Тепловое оборудование: учебник для высш. учеб. заведений / В.П. Кирпичников, М.И. Ботов. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 496 с.

5. ГОСТ 2.113-75 Групповые и базовые конструкторские документы.

6. Огарков С.Ю., Виноградова Н.В. Оформление курсовых и дипломных проектов по специальности 210200 “Автоматизация производственных процессов и производств”: Учебно-методическое пособие. -- Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003. -- 54с.

7. ГОСТ 21.404-85 Автоматизация технологических процессов.

8. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля /Под ред. А.С.Клюева. -- М.: Энергоатомиздат, 1991. -- 376с.

Размещено на Allbest.ru